当使用vptr直接调用虚拟函数时，了解输出

Understanding output when virtual functions are called directly using vptr

本文关键字：函数 了解 输出 虚拟 调用 vptr      更新时间：2023-10-16

我正在仔细阅读从某处获得的代码，以了解vptr和vtable是如何工作的。以下是输出的代码

class Base1 
{
virtual void fun1() { cout<< "Base1::fun1()" << endl; }
virtual void func1() { cout<< "Base1::func1()" << endl; }
};
class Base2 {
virtual void fun1() { cout<< "Base2::fun1()" << endl; }
virtual void func1() { cout<< "Base2::func1()" << endl; }
};
class Base3 {
virtual void fun1() { cout<< "Base3::fun1()" << endl; }
virtual void func1() { cout<< "Base3::func1()" << endl; }
};
class Derive : public Base1, public Base2, public Base3 
{
public:
virtual void Fn()
{
cout<< "Derive::Fn" << endl; 
}
virtual void Fnc()
{
cout<< "Derive::Fnc" << endl; 
}
};
typedef void(*Fun)(void);
int main()
{
Derive obj;
Fun pFun = NULL;
// calling 1st virtual function of Base1
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&obj+0)+0);
pFun();
// calling 2nd virtual function of Base1
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&obj+0)+1);
pFun();
// calling 1st virtual function of Base2
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&obj+1)+0);
pFun();
// calling 2nd virtual function of Base2
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&obj+1)+1);
pFun();
// calling 1st virtual function of Base3
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&obj+2)+0);
pFun();
// calling 2nd virtual function of Base3
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&obj+2)+1);
pFun();
// calling 1st virtual function of Derive
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&obj+0)+2);
pFun();
// calling 2nd virtual function of Derive
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&obj+0)+3);
pFun();
return 0;
}
OUTPUT:
Base1::fun
Base1::func
Base2::fun
Base2::func
Base3::fun
Base3::func
Derive::Fn
Derive::Fnc

看起来还可以，但派生类的虚拟函数的调用方式还不清楚。不应该是这样吗：

// calling 1st virtual function of Derive
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&obj+3)+0);
pFun();
// calling 2nd virtual function of Derive
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&obj+3)+1);

这意味着是使用派生类的vptr访问的虚拟函数的地址，其最终指向派生类的vtable。

面向对象编程的全部思想是遵循抽象。当您有用于动态绑定的虚拟函数时，通过调用基类指针的虚拟函数来通过抽象使用它。根据它在类层次结构中动态指向的位置，它将动态绑定。为什么要更深入地打破抽象并使用vtbl等(根据某些指导原则，不同编译器的实现不同(。因此，建议本着良好的精神使用动态绑定。

看起来Derive中的新虚拟函数被添加到第一个基类的vtable的末尾，而不是放在一个单独的表中。这是有道理的：扩展一个现有的表比添加一个额外的表更有效，因为这会为每个继承级别增加一个指针来扩展每个对象。

当然，所有这些都取决于实现。该语言没有指定应该如何实现虚拟调度，只指定在正常使用时应该如何工作。

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