##1. Vtable
讨论C++多态 virtual table的mempry layout
#include<iostream>
using namespace std;
class Base {
public:
virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }
virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; }
virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; }
};
int main()
{
typedef void(*Fun)(void);
static int global = 1;
Base b1;
Base b2;
cout << "global variable address : " << &global << endl;
cout << "虚函数表地址：" << (int*)*(int*)(&b1) << endl;
cout << "虚函数表地址：" << (int*)*(int*)(&b2) << endl;
cout << "虚函数表 — 第一个函数地址：" << (int*)*(int*)*(int*)(&b1) << endl;
cout << "虚函数表 — 第一个函数地址：" << (int*)*(int*)*(int*)(&b2) << endl;
// Invoke the first virtual function
Fun pFun1 = (Fun)(*(int*)(*(int*)(&b1)));
Fun pFun2 = (Fun)(*(int*)((*(int*)&b1)+8));
Fun pFun3 = (Fun)(*(int*)((*(int*)&b1)+16));
pFun1();
pFun2();
pFun3();
return 0;
}
output:
global variable address : 0x602070
虚函数表地址：0x400cb0
虚函数表地址：0x400cb0
虚函数表 — 第一个函数地址：0x400ade
虚函数表 — 第一个函数地址：0x400ade
Base::f
Base::g
Base::h
首先,vtable的pointer存在对象的首地址.所以我们先取得对象首地址，变成int*再derefernece就可以取得vtable的address. 之后，函数指针就按顺序放在table entry我们可以顺序访问.我的是64bit的所以每次+8.
在Linux下，虚函数表存放在可执行文件的只读数据段中(rodata).
另外我不太熟悉Xcode的内存保护,这个代码无法在Xcode上跑，所以我是在ubuntu下测试的.
接下来的内容参考自这里
一般继承（无虚函数覆盖）
- 虚函数按照其声明顺序放于表中
- 父类的虚函数在子类的虚函数前面。
一般继承（有虚函数覆盖）
- 覆盖的f()函数被放到了虚表中原来父类虚函数的位置。
- 没有被覆盖的函数依旧。
多重继承（无虚函数覆盖）
- 每个父类都有自己的虚表。
- 子类的成员函数被放到了第一个父类的表中。（所谓的第一个父类是按照声明顺序来判断的）
这样做就是为了解决不同的父类类型的指针指向同一个子类实例，而能够调用到实际的函数。
多重继承（有虚函数覆盖）
#Important 一些小伙伴在纠结子类会不会share父类的表，请看下面这个例子.
class Base1 {
public:
virtual void f1() { cout << "Base::f1" << endl; }
};
class Base2 {
public:
virtual void f2() { cout << "Base::f2" << endl; }
};
class Derive : public Base1, Base2{
};
其实这个例子会产生4张vtable, Base1一张,Base2一张,Derive两个.只是Derive的vtable里面的内容和Base是一样的.
#include<iostream>
using namespace std;
class Base1 {
public:
virtual void f1() { cout << "Base::f1" << endl; }
};
class Base2 {
public:
virtual void f2() { cout << "Base::f2" << endl; }
};
class Derive : public Base1, Base2{
};
int main()
{
Base1 b1;
Base2 b2;
Derive d;
cout << "base1虚函数表地址：" << (int*)*(int*)(&b1) << endl;
cout << "base2虚函数表地址：" << (int*)*(int*)(&b2) << endl;
cout << "child's base1虚函数表地址：" << (int*)*(int*)(&d) << endl;
return 0;
}
output:
base1虚函数表地址：0x400df0
base2虚函数表地址：0x400db0
child's base1虚函数表地址：0x400d50
可以发现子类有自己崭新的表.