C++的虚函数表
这里的例子全部来自陈皓的C++ 虚函数表解析，经过修改的。
编译器：g++ (Ubuntu 4.9.2-10ubuntu13) 4.9.2
环境：ubuntu 15.04 64位系统（地址占8字节）
例子1：
1 #define LL long long 2 3 class Base { 4 public: 5 virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; } 6 virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; } 7 virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; } 8 LL a; 9 }; 10 11 int main(void) 12 { 13 typedef void (*Fun)(void); 14 Base b; 15 b.a=10086; 16 17 Fun pFun = NULL; 18 19 cout << "虚函数表地址：" << (int*)(&b) << endl; 20 cout << "虚函数表 — 第一个函数地址：" << (int*)*(int*)(&b) << endl; 21 22 LL *p=(LL*)*(LL*)&b; 23 for(int i=0; i<3; i++) 24 { 25 pFun = (Fun)*(p+i); 26 pFun(); 27 } 28 cout<<"a的地址： "<<(&b)+1<<endl; 29 cout<<"a的值： "<<*((LL*)(&b)+1)<<endl; 30 cout<<"对象b的大小："<<sizeof(b)<<endl; 31 32 return 0; 33 }
输出：
解释：通过强转对象b的地址，将地址逐个取出来运行看看是什么。
总结：对象b中存储了2个东西，第一个是虚函数表指针，第二个是变量a，所以共计8+8=16字节。在虚函数表指针所指的地址中，有3个指针，分别是3个虚函数的指针，每个占8字节，共计3*8=24字节。陈皓说虚表最后加个标志，这点不知道怎么验证～
验证了如下这副图：
例子2：
一般继承，无函数覆盖的，全部函数都声明为virtual：
1 class Base { 2 public: 3 virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; } 4 virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; } 5 virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; } 6 }; 7 8 class Derive:public Base{ 9 public: 10 virtual void f1() { cout << "Derive::f1" << endl; } 11 virtual void g1() { cout << "Derive::g1" << endl; } 12 virtual void h1() { cout << "Derive::h1" << endl; } 13 }; 14 15 int main(void) 16 { 17 typedef void (*Fun)(void); 18 Derive d; 19 Fun pFun = NULL; 20 21 cout << "虚函数表地址：" << (LL*)(&d) << endl; 22 cout << "虚函数表 — 第一个函数地址：" << (LL*)*(LL*)(&d) << endl; 23 24 LL *p=(LL*)*(LL*)&d; 25 for(int i=0; i<6; i++) 26 { 27 pFun = (Fun)*(p+i); 28 pFun(); 29 } 30 cout<<"对象d的大小："<<sizeof(d)<<endl; 31 32 return 0; 33 }
输出：
解释：仅仅只有2个类，且Derive继承Base类，一共有6个虚函数。
总结：对象d中一共占用8个字节，也就是只保存了虚函数表的地址。虚函数表中一共有6个函数指针，分别是Base的3个+Derive的3个。
验证了如下这副图：
例子3：
一般继承，只有1个函数是覆盖的，全部函数都声明为virtual：
1 class Base { 2 public: 3 virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; } 4 virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; } 5 virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; } 6 }; 7 8 class Derive:public Base{ 9 public: 10 virtual void f() { cout << "Derive::f" << endl; } 11 virtual void g1() { cout << "Derive::g1" << endl; } 12 virtual void h1() { cout << "Derive::h1" << endl; } 13 }; 14 15 int main(void) 16 { 17 typedef void (*Fun)(void); 18 Derive d; 19 Fun pFun = NULL; 20 21 cout << "虚函数表地址：" << (LL*)(&d) << endl; 22 cout << "虚函数表 — 第一个函数地址：" << (LL*)*(LL*)(&d) << endl; 23 24 LL *p=(LL*)*(LL*)&d; 25 for(int i=0; i<5; i++) 26 { 27 pFun = (Fun)*(p+i); 28 pFun(); 29 } 30 31 cout<<"对象d的大小："<<sizeof(d)<<endl; 32 33 return 0; 34 }
输出：
解释：这个模型跟上面的差不多，而这次有1个函数是覆盖的。
总结：虚函数表中一共有5个函数指针，Base中占2个，Derive中占3个。流程是先将基类的3个函数摆在虚函数表前面，接着摆派生类的，由于Derive的函数f覆盖掉基类Base的函数f，所以直接代替基类的函数f的位置。多态是：用基类的指针指向派生类对象，调用的是有覆盖的派生类中的函数。这里就可以实现多态～
验证了如下这副图：
例子4：
多重继承，无虚函数覆盖，但全部函数都声明为虚函数。
1 class Base1 { 2 public: 3 virtual void f() { cout << "Base1::f" << endl; } 4 virtual void g() { cout << "Base1::g" << endl; } 5 virtual void h() { cout << "Base1::h" << endl; } 6 }; 7 class Base2 { 8 public: 9 virtual void f() { cout << "Base2::f" << endl; } 10 virtual void g() { cout << "Base2::g" << endl; } 11 virtual void h() { cout << "Base2::h" << endl; } 12 }; 13 class Base3 { 14 public: 15 virtual void f() { cout << "Base3::f" << endl; } 16 virtual void g() { cout << "Base3::g" << endl; } 17 virtual void h() { cout << "Base3::h" << endl; } 18 }; 19 20 class Derive:public Base1,public Base2,public Base3{ 21 public: 22 virtual void f1() { cout << "Derive::f1" << endl; } 23 virtual void g1() { cout << "Derive::g1" << endl; } 24 }; 25 26 int main(void) 27 { 28 typedef void (*Fun)(void); 29 Derive d; 30 Fun pFun = NULL; 31 32 cout << "虚函数表地址：" << (LL*)(&d) << endl; 33 cout << "虚函数表 — 第一个函数地址：" << (LL*)*(LL*)(&d) << endl; 34 35 LL *p=(LL*)*(LL*)&d; 36 for(int i=0; i<5; i++) 37 { 38 pFun = (Fun)*(p+i); 39 pFun(); 40 } 41 for(int i=0; i<3; i++) 42 { 43 pFun = (Fun)*(p+i); 44 pFun(); 45 } 46 for(int i=0; i<3; i++) 47 { 48 pFun = (Fun)*(p+i); 49 pFun(); 50 } 51 52 cout<<"对象d的大小："<<sizeof(d)<<endl; 53 54 return 0; 55 }
输出：
解释：Derive类一共有3个基类，按1,2,3的顺序继承。由于有3个基类，所以对象d中有且仅有3个指针，分别指向其基类的虚函数表。
总结：虚函数表1中有5个函数，虚函数表2和3中有3个函数。也就是说，基类Derive中的虚函数是借放在第一个基类的虚函数表中的尾部。
验证了如下这副图：
例子5：
多重继承，有1个虚函数覆盖，全部函数声明为虚函数。
1 class Base1 { 2 public: 3 virtual void f() { cout << "Base1::f" << endl; } 4 virtual void g() { cout << "Base1::g" << endl; } 5 virtual void h() { cout << "Base1::h" << endl; } 6 }; 7 class Base2 { 8 public: 9 virtual void f() { cout << "Base2::f" << endl; } 10 virtual void g() { cout << "Base2::g" << endl; } 11 virtual void h() { cout << "Base2::h" << endl; } 12 }; 13 class Base3 { 14 public: 15 virtual void f() { cout << "Base3::f" << endl; } 16 virtual void g() { cout << "Base3::g" << endl; } 17 virtual void h() { cout << "Base3::h" << endl; } 18 }; 19 20 class Derive:public Base1,public Base2,public Base3{ 21 public: 22 virtual void f() { cout << "Derive::f" << endl; } 23 virtual void g1() { cout << "Derive::g1" << endl; } 24 }; 25 26 27 28 int main(void) 29 { 30 typedef void (*Fun)(void); 31 Derive d; 32 Fun pFun = NULL; 33 34 cout << "虚函数表地址：" << (LL*)(&d) << endl; 35 cout << "虚函数表 — 第一个函数地址：" << (LL*)*(LL*)(&d) << endl; 36 37 LL *p=(LL*)*(LL*)&d; 38 for(int i=0; i<4; i++) 39 { 40 pFun = (Fun)*(p+i); 41 pFun(); 42 } 43 for(int i=0; i<3; i++) 44 { 45 pFun = (Fun)*(p+i); 46 pFun(); 47 } 48 for(int i=0; i<3; i++) 49 { 50 pFun = (Fun)*(p+i); 51 pFun(); 52 } 53 54 cout<<"对象d的大小："<<sizeof(d)<<endl; 55 56 return 0; 57 }
输出：
解释：例子基本和上一个例子一样。基类Derive中的虚函数f 覆盖掉3个基类中的同名虚函数f。
总结：依然是3个函数表，只是每个函数表中的同名函数f 都被替换成了基类Derive中的函数f 。所以虚函数表1中有4个指针，表2和3都分别有3个。
