C++反汇编第四讲,认识多重继承,菱形继承的内存结构,以及反汇编中的表现形式.
目录:
1.多重继承在内存中的表现形式
多重继承在汇编中的表现形式
2.菱形继承
普通的菱形继承
虚继承
汇编中的表现形式
一丶多重继承在内存中的表现形式
高级代码:
class Father1 { public: Father1(){}//空构造 virtual ~Father1(){} //空析构 virtual void Player(){} //玩耍的函数 int m_price;//金钱 }; class Father2 { public: Father2(){} virtual ~Father2(){} virtual void SetMoney(){}//设置金钱 int m_Money; }; class Child : public Father1, public Father2 //继承两个父类 { public: Child(){} virtual ~Child(){} virtual void Eat(){}//吃的函数 }; int main(int argc, char* argv[]) { Child MyChild; //只需要注意这里,以及继承两个父类的地方 return 0; }
通过main函数我们得知,我们生成了一个孩子类的对象.此时按照C/C++的规范,应该先从左往右依次构造父类1,父类2
此时的情况和我们昨天所讲的单继承里面,包含一个成员是一样的.但是有不同之处
1.在子类自身构造中会复写两次虚表.
2.在父类2指向子类的时候,会产生三木目运算的表达式.
2.观看反汇编中的表现形式.
1.main函数下,构造位置处
2.自身构造函数内部
可以看出,自身构造中会产生如上代码,首先
1.先构造父类各自的虚表,相当于一开始父类1有父类1的虚表,父类2有父类2的虚表
2.然后自身构造的时候,分别对其自己的父类的虚表进行复写行为.通过这一点,可以简单的断定子类有两个父类.
Release下的反汇编
在Release下,因为我们的父类都是空的,所以直接优化了.
但是我们会发现有一个三木运算符的反汇编代码
neg eax
sbb eax,eax
lea ecx,[this] //获得this指针,简写了
and eax,ecx
这个是一个无分支三目运算的反汇编代码,在讲解C语言的反汇编的时候已经讲解过了,但为什么会出现这个.
首先
如果我们代码写成 father2 *p2 = &ch; 是没有问题的是把, 父类指针,指向了子类, 因为father2在内存中需要加便宜,所以直接加便偏移即可.
但是此时问题来了.如果我们写成
father2 *p2 = NULL;
p2 = &ch; 怎么办,此时还要不要加偏移了?
所以产生了一个三木运算的表达式
p2 ? NULL : NULL : p2 + offset; 在经过编译器的一优化,所以变成了上面的代码.
如果不懂father *p2 = &ch,那要从内存角度看了.首先看Debug下的反汇编.
我们的father2构造的位置是在内存+8的位置进行构造的,所以此时你如果father2的指针指向子类,那么需要+8对不对,所以如果先给NULL,就不用+8了.所以产生了三木运算符.
内存结构图
之后的内存结构图,最后子类自己的构造中需要复写两个父类自己的虚表.而且自己扩展的虚函数会放在父类1的虚表中.
总结:
1.识别双父类的时候,看自己的构造中是否进行了两次虚表复写行为,(多个父类则多次构造父类,多次复写父类虚表行为)
2.识别指针的三目运算,父类指针指向子类对象的时候,会产生三目运算表达式 例如: p2 = &child; p2有可能会有==NULL的情况下,如果不等于NULL,那么自己需要+offset进行指向,
所以产生了三目表达式, p2 ? NULL ; NULL ,p2 + offset;
3.析构中也会进行两个父类析构,然后重新填写虚表的行为.(和构造相反)
二丶菱形继承
1.普通的菱形继承讲解
普通的菱形继承,为什么说普通的.请看高级代码
高级代码:
class CGrandFather //新添加的爷爷类 { public: CGrandFather(){} virtual ~CGrandFather(){} virtual void Dance(){}//随便写的虚函数 int m_int }; class Father1 : public CGrandFather { public: Father1(){}//空构造 virtual ~Father1(){} //空析构 virtual void Player(){} //玩耍的函数 int m_price;//金钱 }; class Father2: public CGrandFather { public: Father2(){} virtual ~Father2(){} virtual void SetMoney(){}//设置金钱 int m_Money; }; class Child : public Father1, public Father2 //继承两个父类 { public: Child(){} virtual ~Child(){} virtual void Eat(){}//吃的函数 }; int main(int argc, char* argv[]) { Child MyChild; return 0; }
通过上面我们可以得出一个逻辑图:
单其实反汇编那种不是这样的.
从反汇编和内存中可以看出,每一个父类都有一个自己的爷爷类.而且每个父类构造爷爷类的时候,都会填写爷爷类的虚表,并且在自己的构造中对其复写(重写)
所以形成了下面这样的图
所以我们修改我们的高级代码.
int main(int argc, char* argv[]) { Child MyChild; //MyChild.m_int = 1; //重点是这句 MyChild.Father1::m_int = 1; return 0; }
我们调用爷爷类中的m_int的时候会出现错误,因为不明确,因为通过上图我们得出,每个父类都有自己的爷爷类,这时候你访问m_int,需要指明那个父类的,
而且你修改父类1的m_int不会影响父类2的m_int.造成了数据冗余的设计.
2.从反汇编的角度下看
1.main函数下构造的位置
2.自身构造内部
构造内部同样进行两次父类先构造的情况,最后复写两个父类的虚表
3.父类1的构造内部
父类1的构造内部又构造爷爷类,爷爷类在自身位置填写虚表,完了之后父类1又复写了.
父类2同上.
得出结论:
1.菱形继承的时候,会有三次改虚表的动作
构造爷爷类的时候修改
构造完爷爷类之后父类修改
构造完父类之后孩子类修改.
2.每个父类都会构造自己的父类.
Release下的反汇编表现形式
还是一样,Release下会有优化.指针+不加偏移产生的无分支三目运算.
三丶虚继承.
通过第普通的菱形继承,我们得出了每一个父类都会有一个父类(爷爷类)然后产生了相同的数据,且数据不明确必须指明调用,所以C++为了解决这种问题,出了一个虚继承.
直接贴上来内存结构:
有人说,为什么爷爷类会放在下面.而不是上面,视编译器而定,也可以放在上面.为什么放在上面说来话长,不符合此博客的篇幅.
提示一句:把自己当做编译器.
根据构造的时候先父类构造我们得出了.
首先爷爷类会先构造,但是此时有一个问题,我们要怎么知道爷爷类在哪里.所以这个时候就需要进行记录了.
然后我们上面的内存结构变为了下面这样.
每个父类记录一下爷爷类的偏移即可.这个偏移是编译器填写的.
新的问题:
我们怎么知道爷爷类是在下面还是在上面
所以这个偏移是一个结构体的地址,指向了一个2个成员的结构体,结构体+0的偏移是向上的偏移.+4的位置是向下的偏移,我们的父类+上这个偏移就能找到爷爷类了.
看其反汇编代码:
1.main函数下的构造
看出一个特征,push 1了,为什么?
因为要判断是否构造爷爷类,填写爷爷类的虚表,所以push 1,而当父类构造的时候,爷爷类就不要构造了.
2.构造内部.
1.首先和参数进行比较,判断是否为1, 相等就跳转,不相等就指向,
2.因为条件没有跳转,所以编译器首先给父类填写偏移.
3.如果跳转了,可以看到push 0.然后调用父类构造,其内部一样的判断是否构造爷爷类
4.最后构造爷爷类.
识别这个很简单了.
1.看是否构造
2.找偏移,也就是编译器填写偏移的位置,通过偏移的位置加上父类当前位置看一下是不是爷爷类的位置
3.会有两次写虚表的行为,一个是自身改,一个是基类改
4.总共会修改三处虚表,两个父类,一个祖先类的虚表.
表格
