用汇编的眼光看C++（之虚函数）12

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    虚函数是面向对象设计中的一个重要内容。它的出现使得我们只需要相同的接口函数，并可以得到不同的生成结果。但是有些朋友却知其然，不知其所以然，为什 么会出现这样的结果，我们可以用一段代码说明问题。首先，我们先定义两个基本类型，一个是employee，一个是manager，看过前面一片博客的朋 友应该都有点印象：

[cpp] view plaincopy
  1. class employee  
  2. {  
  3. public:  
  4.     employee() { }  
  5.     ~employee() {}  
  6.     virtual void print() const { printf("employee!\n");}  
  7. };  
  8.   
  9. class manager : public employee  
  10. {  
  11. public:  
  12.     manager() {}  
  13.     ~manager() {}  
  14.     void print() const {printf("manager!\n");}  
  15. };  

    我们看到，和前面出现的成员函数稍微有一些不同，这里的print函数之前出现了virtual。然而正是这个virtual发挥了巨大的作用。可以毫 不夸张地说，没有虚函数，基本上就没有设计模式，也就无法体现C++语言在面向对象设计中的巨大优越性。下面我们看看这个virtual是怎样发挥作用 的？

[cpp] view plaincopy
  1. 76:       employee p;  
  2. 0040128D   lea         ecx,[ebp-10h]  
  3. 00401290   call        @ILT+45(employee::employee) (00401032)  
  4. 00401295   mov         dword ptr [ebp-4],0  
  5. 77:       manager m;  
  6. 0040129C   lea         ecx,[ebp-14h]  
  7. 0040129F   call        @ILT+65(manager::manager) (00401046)  
  8. 004012A4   mov         byte ptr [ebp-4],1  
  9. 78:       employee* e = &p;  
  10. 004012A8   lea         eax,[ebp-10h]  
  11. 004012AB   mov         dword ptr [ebp-18h],eax  
  12. 79:       e->print();  
  13. 004012AE   mov         ecx,dword ptr [ebp-18h]  
  14. 004012B1   mov         edx,dword ptr [ecx]  
  15. 004012B3   mov         esi,esp  
  16. 004012B5   mov         ecx,dword ptr [ebp-18h]  
  17. 004012B8   call        dword ptr [edx]  
  18. 004012BA   cmp         esi,esp  
  19. 004012BC   call        __chkesp (00408870)  
  20. 80:       e = &m;  
  21. 004012C1   lea         eax,[ebp-14h]  
  22. 004012C4   mov         dword ptr [ebp-18h],eax  
  23. 81:       e->print();  
  24. 004012C7   mov         ecx,dword ptr [ebp-18h]  
  25. 004012CA   mov         edx,dword ptr [ecx]  
  26. 004012CC   mov         esi,esp  
  27. 004012CE   mov         ecx,dword ptr [ebp-18h]  
  28. 004012D1   call        dword ptr [edx]  
  29. 004012D3   cmp         esi,esp  
  30. 004012D5   call        __chkesp (00408870)  
  31. 82:   }  

    上面是一段函数调用的代码，代码可以稍微有点长。不过没有关系，我们可以按照代码的行数一行一行地去进行说明和理解。

    76行： 我们创建了employee类型的一个变量p，这个可以从后面的employee的构造函数可以看出来

    77行： 我们创建了manager类型的一个变量，这个也可以从后面的manager的构造函数看出

    78行： 我们创建一个指针临时变量e，它保存了变量p的地址，这一句也比较简单

    79行： 我们发现79句下面共有7句汇编，其中第三句、第六句、第七句是平衡堆栈的时候用的，和我们的调用没有关系。那么call的edx是什么东西呢？原来函数 调用的顺序是这样的：edx -> [ecx]  ->[ebp-0x18]，不知道大家看明白了没有。在内存的第一个字节记录一个指向print函数指针的指针，也就是edx。通过这个edx， 我们就可以查找到位于edx地址的内容是什么。后来我们提取出来后发现[edx]的内容正是我们要查找的print函数地址。这里相当于一个二次寻址的过 程。

    80行： 我们重新对临时变量e进行了赋值，此时e保存的是变量m的地址

    81行： 我们发现此时的寻找过程和79行惊奇地一致，原因就在于edx的内容不同罢了。也就是指向函数指针的指针发生了变化而已。

 

    试想一下，如果没有这个virtual函数，以上这段代码会发生什么差别呢？

[cpp] view plaincopy
  1. 76:       employee p;  
  2. 0040127D   lea         ecx,[ebp-10h]  
  3. 00401280   call        @ILT+45(employee::employee) (00401032)  
  4. 00401285   mov         dword ptr [ebp-4],0  
  5. 77:       manager m;  
  6. 0040128C   lea         ecx,[ebp-14h]  
  7. 0040128F   call        @ILT+65(manager::manager) (00401046)  
  8. 00401294   mov         byte ptr [ebp-4],1  
  9. 78:       employee* e = &p;  
  10. 00401298   lea         eax,[ebp-10h]  
  11. 0040129B   mov         dword ptr [ebp-18h],eax  
  12. 79:       e->print();  
  13. 0040129E   mov         ecx,dword ptr [ebp-18h]  
  14. 004012A1   call        @ILT+5(employee::print) (0040100a)  
  15. 80:       e = &m;  
  16. 004012A6   lea         ecx,[ebp-14h]  
  17. 004012A9   mov         dword ptr [ebp-18h],ecx  
  18. 81:       e->print();  
  19. 004012AC   mov         ecx,dword ptr [ebp-18h]  
  20. 004012AF   call        @ILT+5(employee::print) (0040100a)  
  21. 82:   }  

    很遗憾，这里就没有了动态查找的过程，所有的打印函数最终都指向了函数employee::print，此时多态性也不复存在了。

 

【预告： 下一片博客将介绍类中的静态变量和静态函数】

posted @ 2012-01-17 10:00  董雨  阅读(189)  评论(0)  编辑  收藏  举报