跟我一起学习C++虚函数--第二篇

原创
2012/07/14 17:56
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    上一篇,我们讨论了带有虚函数的对象的内存布局情况。这一篇,主要讨论带有虚函数的类在单一继承情况下的内存布局情况。

     还是从例子入手:

#include <iostream>

using namespace std;

class Point
{
public:
    int x();
    virtual void y(){cout << "Point y" << endl;};
    virtual void print1(){cout << "Point print" << endl;};
    int _x;
};

class Point2:public Point
{
public:
    virtual void y(){ cout << "Point2 y" << endl;};
    virtual void print2(){cout << "Point2 print" << endl;};
    int _y;
};

int main()
{
    Point *p = new Point();
    Point2 *p2 = new Point2();

    /*first part*/
    cout << p2 << "\t" << &p2->_x << "\t" << &p2->_y << endl;

    /*second part*/
    typedef void (* Func)(void);
    Func pFunc = (Func)*((int *)*(int *)(p2));
    pFunc();//输出:Point2 y
    pFunc = (Func)*((int *)*(int *)(p2)+1);
    pFunc();//输出:Point print
    pFunc = (Func)*((int *)*(int *)(p2)+2);
    pFunc();//输出:Point2 print

    return 0;
}

 对与这个例子,我们从两部分讨论。

第一部分:继承情况下,对象本身(除虚函数表外)的内存布局。

         从代码中first part的输出情况,我们可以看出对象内存布局情况如下图所示:

            

        虚指针始终在对象的起始地址处,接下来是父类的成员变量,最后是子类自己的成员变量。

第二部分:继承情况下,虚函数表的内存布局。

        从代码second part的输出情况,我们可以看出虚函数表的内存布局如下图所示:

        

        编译器之所以这样安排父类和子类中虚函数的位置,说白了就是为了实现对父子类虚函数的动态绑定,因为对虚函数是通过虚表的槽位来进行调用的。举例说明:

        比如调用void y();

        编译器可能把代码:

Point *p = new Point();
p->y();
p = new Point2();
p->y();

        把所有对y()函数的调用都变成 p->vptr->vptbl[0];而Point和Point2对象的槽位0中分别是它们自己的void y()函数,因此就实现了动态绑定。类似的,对子类没有覆盖的虚函数,也可以通过同样的槽位进行调用;对子类有而父类没有的虚函数,子类对象可以用自己独有的槽位来进行调用。

 

参考文献:

        1.《深度探索C++对象模型》

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