C++ 多态虚函数表(VS2013)

对于含有虚函数的类(基类或者自身(自身非纯虚函数))的对象，都拥有一个指向虚函数表的指针(占一个指针大小的内存，在类成员变量之前,相当于第一个成员变量。多重继承的时候，几个基类就几个指针，就几个虚函数表)。

每个类的虚函数表确定了各个方法指向那个实现，只有虚函数才会加入虚函数表，非虚函数不会加入其中。如果基类中是虚函数，派生类中就是虚函数。以此处为例。

类 Girl的对象的虚函数表 含有 showAge和showMaxim的指向，用来确定调用那个函数，所以无论是基类指针还是派生类的指针指向派生类对象，调用都不会出错。

定义几个简单的类

1: #include <iostream>

2: 

3: using namespace std;

4: 

5: 

6: class A

7: {

8: public:

9:     virtual void show() = 0

10:     {

11:         cout << "A show" << endl;

12:     }

13:     void showR()

14:     {

15:         cout << "A show Not virtual" << endl;

16:     }

17: };

18: 

19: class B :public A

20: {

21: public:

22:     virtual void show()

23:     {

24:         cout << "B show" << endl;

25:     }

26:     void showR()

27:     {

28:         cout << "B show Not virtual" << endl;

29:     }

30: };

31: 

32: class C :public A

33: {

34: public:

35:     virtual void show()

36:     {

37:         cout << "C show" << endl;

38:     }

39: 

40: };

41: 

42: 

43: class D :public B, public C

44: {

45: };

46: 

main函数

1: int main()

2: {

3:     A *pB = new B;

4:     A *pC = new C;

5: 

6:     //不能用A指针指向D对象，error：基类不明确

7:     B *pDB = new D;

8:     C *pDC = new D;

9: 

10:     pB->show();        //输出：B show

11:     pC->show();        //输出：C show

12:     pDB->show();    //输出：B show

13:     pDC->show();    //输出：C show

14: 

15:     //A中的showR并未加入虚函数表，所以此处类A的指针调用的是A中的实现

16:     pB->showR();    //输出：A show Not virtual

17:     pC->showR();    //输出：A show Not virtual

18:     //B有重写showR，B的指针调用B的showR

19:     pDB->showR();    //输出：B show Not virtual

20:     //C中没有写showR，C的指针会调用其基类的实现

21:     pDC->showR();    //输出：A show Not virtual

22: 

23:     cin.get();

24: 

25: 

26:     return 0;

27: }

28: 

简单分析下，这是在VS2013下调试的，没有在G++等编译器上测试

以下为没有实现D中的show的时候。pB指向的B类对象具有两个虚函数表指针（void**类型），两个指针指向同一个地址。也就是是其实这里只有一个虚函数表，这个表中含有一个指针(void*)，指向B::show(void)这个函数。





下面是pDB和pDC指针指向的对象（都是D类对象）的虚函数表。可以看到两个对象的虚函数表是不一样的，虽然都是D的对象。两者在前两个虚函数表是一样的，只是在最后一个有不同。前两个虚函数表是按照继承顺序，分别来自基类B和基类C（继承B中来来自A中的，B中有一个是属于B的__vfptr，一个继承自A的__vfptr，这里继承的是B中来自A的）。最后一个是D本身的虚函数表（还是来自A的，A是纯抽象基类），当是B类指针指向的时候，其地址是B中show实现的地址。当是C类指针指向的时候，其地址是C中show实现的地址。（本处图片是在D中尚未对虚函数实现的情况下）





从下面图中可以看出来，pDB指向对象继承了B中来自A的__vfptr，其和pB指向对象中继承自A的虚函数指针指向的虚函数表是同一个。





 

D中实现show后，可以从下面图中看出，六个虚函数表中都是D::show(void)，但是还是有不一样的的。在pDB指向的对象中其继承自C的虚函数表指针指向的虚函数表中的函数是D::show(void)`adjustor{4}`，其自身的虚函数表和继承自B的虚函数表，都是D::show(void)。而pDC指向的对象，继承自C的和自身的虚函数表都是D::show(void)`adjustor{4}`，继承自B的虚函数表是D::show(void)。
(

 





在类A中添加私有虚函数P（virtual int P(void)）后，被添加到虚函数表。P仅仅在A中给出了实现，在B和C中没有实现。可以看到所有的虚函数表中的第一个元素都是指向同一个地址。

 





 

 

 

 

 

 

 

 

 

在类B中实现虚函数P后，可以看到pDB指向对象中的继承自B的虚函数表和自身继承A的虚函数表是一样的。继承自C的虚函数表是不一样的。





 

1.cpp C:/Program Files (x86)/Microsoft Visual Studio 12.0/VC/INCLUDE/xlocale(337) : warning C4530: 使用了 C++ 异常处理程序，但未启用展开语义。请指定 /EHsc class Human size(8): +--- 0 | {vfptr} 4 | age +--- Human::$vftable@: | &Human_meta | 0 0 | &Human::showAge Human::showAge this adjustor: 0 class ?$is_error_code_enum@PAVHuman@@ size(1): +--- | +--- (base class ?$integral_constant@_N$0A@) | +--- +--- Microsoft (R) Incremental Linker Version 12.00.21005.1 Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved. /out:1.exe 1.obj

1.cpp C:/Program Files (x86)/Microsoft Visual Studio 12.0/VC/INCLUDE/xlocale(337) : warning C4530: 使用了 C++ 异常处理程序，但未启用展开语义。请指定 /EHsc class Female size(4): +--- 0 | {vfptr} +--- Female::$vftable@: | &Female_meta | 0 0 | &Female::showMaxim Female::showMaxim this adjustor: 0 class ?$is_error_code_enum@PAVFemale@@ size(1): +--- | +--- (base class ?$integral_constant@_N$0A@) | +--- +--- Microsoft (R) Incremental Linker Version 12.00.21005.1 Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved. /out:1.exe 1.obj

1.cpp C:/Program Files (x86)/Microsoft Visual Studio 12.0/VC/INCLUDE/xlocale(337) : warning C4530: 使用了 C++ 异常处理程序，但未启用展开语义。请指定 /EHsc class Women size(16): +--- | +--- (base class Human) 0 | | {vfptr} 4 | | age | +--- | +--- (base class Female) 8 | | {vfptr} | +--- 12 | charm +--- Women::$vftable@Human@: | &Women_meta | 0 0 | &Women::showAge Women::$vftable@Female@: | -8 0 | &Women::showMaxim Women::showAge this adjustor: 0 Women::showMaxim this adjustor: 8 //在源代码中注释掉Women中showMaxim实现后，将没有此句 class ?$is_error_code_enum@PAVWomen@@ size(1): +--- | +--- (base class ?$integral_constant@_N$0A@) | +--- +--- Microsoft (R) Incremental Linker Version 12.00.21005.1 Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved. /out:1.exe 1.obj

1.cpp C:/Program Files (x86)/Microsoft Visual Studio 12.0/VC/INCLUDE/xlocale(337) : warning C4530: 使用了 C++ 异常处理程序，但未启用展开语义。请指定 /EHsc class Girl size(16): +--- | +--- (base class Women) | | +--- (base class Human) 0 | | | {vfptr} 4 | | | age | | +--- | | +--- (base class Female) 8 | | | {vfptr} | | +--- 12 | | charm | +--- +--- Girl::$vftable@Human@: | &Girl_meta | 0 0 | &Girl::showAge Girl::$vftable@Female@: | -8 0 | &Girl::showMaxim Girl::showAge this adjustor: 0 Girl::showMaxim this adjustor: 8 class ?$is_error_code_enum@PAVGirl@@ size(1): +--- | +--- (base class ?$integral_constant@_N$0A@) | +--- +--- Microsoft (R) Incremental Linker Version 12.00.21005.1 Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved. /out:1.exe 1.obj

from： http://www.th7.cn/Program/cp/201411/320604.shtml