C++虚表（V-Table）解析
C++中的虚函数的作用主要是实现了多态，本人通过代码验证的方式了解虚表的结构及在多种继承方式下通过虚表访问子类函数。验证结果如下：
1）无虚函数覆盖的一般继承：可以通过子类的虚表访问父类的函数
2）虚函数重载父类的虚表：子类重载的虚函数会覆盖父类的函数
3）多重继承无重载的虚表：多重继承子类的虚表就像一张二维表，可以像遍历二维数组一样访问所有父类函数
4）多重继承有重载的虚表：所有父类被重载的虚函数都会被覆盖
5）父类指针访问子类自己的虚函数
6）公有继承访问父类非公有虚函数
1 #include "stdafx.h"
2 #include <iostream>
3 #include <Windows.h>
4 using namespace std;
5 // 基类
6 class Base
7 {
8 public:
9 virtual void Fun1()
10 {
11 cout << "Base::Fun1" << endl;
12 }
13 virtual void Fun2()
14 {
15 cout << "Base::Fun2" << endl;
16 }
17 virtual void Fun3()
18 {
19 cout << "Base::Fun3" << endl;
20 }
21
22 private:
23
24 };
25
26 // 无重载继承类
27 class Derive :Base
28 {
29 public:
30 virtual void DeriveFun1()
31 {
32 cout << "Derive::Fun1" << endl;
33 }
34 virtual void DeriveFun2()
35 {
36 cout << "Derive::Fun2" << endl;
37 }
38 virtual void DeriveFun3()
39 {
40 cout << "Derive::Fun3" << endl;
41 }
42 };
43
44 // 重载继承类
45 class Override :public Base
46 {
47 public:
48 virtual void Fun1()
49 {
50 cout << "Override::Fun1" << endl;
51 }
52 virtual void OverrideFun2()
53 {
54 cout << "Override::Fun2" << endl;
55 }
56 virtual void OverrideFun3()
57 {
58 cout << "Override::Fun3" << endl;
59 }
60 };
61
62 // 多重继承无重载
63 class Base1
64 {
65 public :
66 virtual void Fun1()
67 {
68 cout << "Base1::Fun1" << endl;
69 }
70 virtual void Fun2()
71 {
72 cout << "Base1::Fun2" << endl;
73 }
74 virtual void Fun3()
75 {
76 cout << "Base1::Fun3" << endl;
77 }
78 };
79 class Base2
80 {
81 public:
82 virtual void Fun1()
83 {
84 cout << "Base2::Fun1" << endl;
85 }
86 virtual void Fun2()
87 {
88 cout << "Base2::Fun2" << endl;
89 }
90 virtual void Fun3()
91 {
92 cout << "Base2::Fun3" << endl;
93 }
94 };
95 class MultipleDerive :public Base, public Base1, public Base2
96 {
97 public:
98 virtual void MultipleDeriveFun1()
99 {
100 cout << "MultipleDerive::Fun1" << endl;
101 }
102 virtual void MultipleDeriveFun2()
103 {
104 cout << "MultipleDerive::Fun2" << endl;
105 }
106 virtual void MultipleDeriveFun3()
107 {
108 cout << "MultipleDerive::Fun3" << endl;
109 }
110 };
111 // 多重继承重载
112 class MultipleDeriveOverride :public Base, public Base1, public Base2
113 {
114 public:
115 virtual void Fun1()
116 {
117 cout << "MultipleDerive::Fun1" << endl;
118 }
119 virtual void MultipleDeriveFun2()
120 {
121 cout << "MultipleDerive::Fun2" << endl;
122 }
123 virtual void MultipleDeriveFun3()
124 {
125 cout << "MultipleDerive::Fun3" << endl;
126 }
127 };
128 // 公有继承访问父类非公有虚函数
129 class Base3
130 {
131 private:
132 virtual void Fun1()
133 {
134 cout << "Base3::Fun1" << endl;
135 }
136
137 };
138
139 class Derive1 : public Base3
140 {
141
142 };
143 typedef void(*Fun)(void);
144 // 验证虚函数表
145 void Sub_1();
146 // 验证无虚函数覆盖的一般继承
147 void Sub_2();
148 // 验证虚函数重载父类的虚表
149 void Sub_3();
150 // 验证多重继承无重载的虚表
151 void Sub_4();
152 // 验证多重继承有重载的虚表
153 void Sub_5();
154 // 验证父类指针访问子类自己的虚函数??
155 void Sub_6();
156 // 验证公有继承访问父类非公有虚函数
157 void Sub_7();
158
159 int main()
160 {
161 //Sub_1();
162 //Sub_2();
163 //Sub_3();
164 //Sub_4();
165 //Sub_5();
166 //Sub_6();
167 Sub_7();
168 return 0;
169 }
170 void Sub_7()
171 {
172 Derive1 v1;
173 Fun pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1) + 0);
174 pFun();
175 }
176 void Sub_6()
177 {
178 Base *v1 = new Override();
179 // 多态
180 v1->Fun1();
181 Fun pFun = NULL;
182 //pFun = (Fun)*((Override*)(v1));
183 pFun();
184 }
185 void Sub_5()
186 {
187 MultipleDeriveOverride v1;
188 Fun pFun = NULL;
189 Base *b = &v1;
190 Base1 *b1 = &v1;
191 Base2 *b2 = &v1;
192 b->Fun1();
193 b->Fun2();
194 b->Fun3();
195 b1->Fun1();
196 b1->Fun2();
197 b1->Fun3();
198 b2->Fun1();
199 b2->Fun2();
200 b2->Fun3();
201 }
202 void Sub_4()
203 {
204 MultipleDerive v1;
205 Fun pFun = NULL;
206 int** pVtable = (int**)&v1;
207 // Base的第一函数
208 pFun = (Fun)pVtable[0][0];
209 pFun();
210 // Base的第二函数
211 pFun = (Fun)pVtable[0][1];
212 pFun();
213 // Base的第三函数
214 pFun = (Fun)pVtable[0][2];
215 pFun();
216 // 继承类的第一函数
217 pFun = (Fun)pVtable[0][3];
218 pFun();
219 // 继承类的第二函数
220 pFun = (Fun)pVtable[0][4];
221 pFun();
222 // 继承类的第三函数
223 pFun = (Fun)pVtable[0][5];
224 pFun();
225 // Base1的第一函数
226 pFun = (Fun)pVtable[1][0];
227 pFun();
228 // Base1的第二函数
229 pFun = (Fun)pVtable[1][1];
230 pFun();
231 // Base1的第三函数
232 pFun = (Fun)pVtable[1][2];
233 pFun();
234 // Base2的第一函数
235 pFun = (Fun)pVtable[2][0];
236 pFun();
237 // Base2的第二函数
238 pFun = (Fun)pVtable[2][1];
239 pFun();
240 // Base2的第三函数
241 pFun = (Fun)pVtable[2][2];
242 pFun();
243 }
244 void Sub_3()
245 {
246 Override v1;
247 Fun pFun = NULL;
248 // 运行重载第一函数
249 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1));
250 pFun();
251 // 运行父类第二函数
252 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1)+1);
253 pFun();
254 // 运行父类第三函数
255 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1)+2);
256 pFun();
257 // 运行重载第二函数
258 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1) + 3);
259 pFun();
260 // 运行重载第三函数
261 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1) + 4);
262 pFun();
263 }
264 void Sub_2()
265 {
266 Derive v1;
267 Fun pFun = NULL;
268 // 运行父类第一函数
269 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1));
270 pFun();
271 // 运行父类第二函数
272 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1) + 1);
273 pFun();
274 // 运行父类第三函数
275 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1) + 2);
276 pFun();
277 // 运行子类第一函数
278 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1) + 3);
279 pFun();
280 // 运行子类第二函数
281 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1) + 4);
282 pFun();
283 // 运行子类第三函数
284 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1) + 5);
285 pFun();
286 }
287 void Sub_1()
288 {
289 Base v1;
290 Fun pFun = NULL;
291 cout << "虚函数表地址：" << (int*)(&v1) << endl;
292 cout << "虚函数表第一函数地址：" << (int*)*(int*)(&v1) << endl;
293 // 运行第一个函数
294 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1));
295 pFun();
296 // 运行第二个函数
297 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1) + 1);
298 pFun();
299 // 运行第三个函数
300 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&v1) + 2);
301 pFun();
302 // 虚函数表的结束
303 cout << ((&v1) + 3) << endl;
304 }
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