类的虚函数调用是通过虚函数表实现的。所谓虚函数表,是编译器自动为一个带有虚函数的类生成的一块内存空间,其中存储着每一个虚函数的入口地址。由于函数的入口地址可以看成一个指针类型,因此这些虚函数的地址间隔为四个字节。而每一个带有虚函数类的实例,编译器都会为其生成一个虚函数指针——vptr,在类的对象初始化完毕后,它将指向虚函数表。
这个vptr指针将位于类对象的首部,即作为第一个成员变量,处于类对象代表的内存块的前四个字节中。为了便于理解和复习,在此将其内存结构以图示之。
查阅资料得知,C++标准并没有规定虚函数的实现方法,使用虚函数表的方法是编译器厂商制定的,因此有必要对其进行一个代码验证,测试一下vptr指针。
测试的目标是:得到类对象的vptr指针,然后通过vptr指针得到虚函数的入口地址,间接的调用虚函数。
代码如下:
class Test { public: Test() : a(0) {} virtual void print1() { cout << "Test print1" << endl; } virtual void print2() { cout << "Test print2" << endl; } private: int a; }; //测试vptr指针 //vptr指向了虚函数表,虚函数表里存放着类的所有虚函数的入口地址 int main() { Test t; //得到vptr的值 //由于vptr指向的就是函数指针,因此其步长应该是4,所以可以用int*定义 int *vptr = NULL; //vptr是虚函数类的第一个成员变量 memcpy(&vptr, &t, 4); printf("vprt=%d\n", vptr); typedef void (*pFunc)(); //通过vptr得到虚函数的入口地址,然后转化成函数指针 pFunc p1 = (pFunc)*vptr; //vptr指向了虚函数表,也即第一个虚函数的入口地址 p1(); pFunc p2 = (pFunc)*(vptr + 1); //指向第二个虚函数 p2(); return 0; }
如此,p1应是成员函数print1,p2应是成员函数print2。实际运行结果也无误。证明了vptr和vbtl的存在和存在方式。
时间: 2024-10-09 16:17:31