cpp 类的内存结构
说明:
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虚表指针总是存在在类的头部,并按类的继承顺序排放。一个子类可以有多个虚表指针。
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虚成员函数总是按照声明顺序存在于虚表中。
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如果存在同名函数,子类虚函数会覆盖每一个父类的每一个同名虚函数。
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子类独有的虚函数填入第一个虚函数表中,且用父类指针是不能调用。
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父类独有的虚函数不会被覆盖覆盖。仅子类和该父类指针能调用。
如下图类的内存结构图
无继承
代码:
class Drive
{
public:
virtual void vf() {}
void f() {}
};
int main()
{
Drive d;
return 0;
}
如下,子类经过强制类型转换,得到虚表指针,并提取虚表指针的内容,经过转换可以得到第一个虚函数。虚表中只有一个虚函数。
(gdb) b 69
Breakpoint 1 at 0x13c1: file xx.cpp, line 69.
(gdb) r
Starting program: /home/lester/tools/xxx/a.out
Breakpoint 1, main () at xx.cpp:69
69 return 0;
(gdb) p d
$1 = {_vptr.Drive = 0x555555557da0 <vtable for Drive+16>}
(gdb) p (int64_t*)*(int64_t*)d
$2 = (int64_t *) 0x55555555543a <Drive::vf()>
(gdb)
单继承
class Base1
{
public:
virtual void vb1f() {}
virtual void vf() {}
};
class Drive : public Base1
{
public:
virtual void vdf() {}
virtual void vf() {}
void f() {}
};
int main()
{
Drive d;
return 0;
}
虚表中只有多个虚函数。顺序是父类,子类的顺序。其中注意到双方共有的虚函数 “vf”, 在虚表中子类的虚函数覆盖了父类的需函数。
(gdb) b 70
Breakpoint 1 at 0x13c1: file xx.cpp, line 70.
(gdb) r
Starting program: /home/lester/tools/xxx/a.out
Breakpoint 1, main () at xx.cpp:70
70 return 0;
(gdb) p (int64_t*)*((int64_t*)d+0)
$1 = (int64_t *) 0x55555555543a <Base1::vb1f()>
(gdb) p (int64_t*)*((int64_t*)d+1)
$2 = (int64_t *) 0x555555555452 <Drive::vf()>
(gdb) p (int64_t*)*((int64_t*)d+2)
$3 = (int64_t *) 0x555555555446 <Drive::vdf()>
(gdb)
多继承
class Base1
{
public:
virtual void vb1f() {}
virtual void vf() {}
};
class Base2
{
public:
virtual void vb2f() {}
virtual void vf() {}
};
class Drive : public Base1, Base2
{
public:
virtual void vdf() {}
virtual void vf() {}
void f() {}
};
int main()
{
Drive d;
return 0;
}
虚表中只有多个虚函数。顺序是父类Base1, 父类Base2,子类。
查看第一个虚表:其中注意到双方共有的虚函数 “vf”, 在虚表中子类的虚函数覆盖了父类的需函数。另外子类的虚函数 ”vdf“ 被放在了第一个虚表的后面。
查看第二个虚表:第二个虚表指针在地一个虚表指针后面。同样方式可以看到第二个虚表只有父类 Base2 的虚成员函数,而且共有的虚函数被子类的虚函数 vf 覆盖。
(gdb) b 71
Breakpoint 1 at 0x13cc: file xx.cpp, line 71.
(gdb) r
Starting program: /home/lester/tools/xxx/a.out
Breakpoint 1, main () at xx.cpp:71
71 return 0;
(gdb)
(gdb) p d
$10 = {<Base1> = {_vptr.Base1 = 0x555555557d28 <vtable for Drive+16>}, <Base2> = {_vptr.Base2 = 0x555555557d50 <vtable for Drive+56>}, <No data fields>}
(gdb) p (int64_t*)*((int64_t*)d+0)
$1 = (int64_t *) 0x555555555446 <Base1::vb1f()>
(gdb) p (int64_t*)*((int64_t*)d+1)
$2 = (int64_t *) 0x55555555546a <Drive::vf()>
(gdb) p (int64_t*)*((int64_t*)d+2)
$3 = (int64_t *) 0x55555555545e <Drive::vdf()>
(gdb) p d
$10 = {<Base1> = {_vptr.Base1 = 0x555555557d28 <vtable for Drive+16>}, <Base2> = {_vptr.Base2 = 0x555555557d50 <vtable for Drive+56>}, <No data fields>}
(gdb) p (int64_t*)*((int64_t*)*(int64_t*)((int64_t*)&d+1)+0)
$12 = (int64_t *) 0x555555555452 <Base2::vb2f()>
(gdb) p (int64_t*)*((int64_t*)*(int64_t*)((int64_t*)&d+1)+1)
$13 = (int64_t *) 0x555555555475 <non-virtual thunk to Drive::vf()>
(gdb)