1

我总是对 c++ 虚拟表的内存布局感到困惑。这是我用来研究它的示例代码：

#include <cstdio>
#include <iostream>
using namespace std;
class Point
{
public:
    Point()
    {
        cout<<"Point constructor"<<endl;
    }

    virtual void func_hs()
    {
        cout<<"Point::func_hs"<<endl;
        printf("the address of this --func_hs:%p\n",&Point::func_hs);
    }
    virtual void  func_zzy()
    {
        cout<<"Point::func_zzy"<<endl;
        printf("the address of this --func_zzy:%p\n",&Point::func_zzy);
    }


    void printVt()
    {
        printf("the address of object,this:%p\nthe address of vt:%p\n",
               this,(void*)*(int*)this);
    }
    void callVtFuncs(int num=2)
    {   
        typedef void (*Funp)(void);

        for(int i=0;i<num;i++)
        {
            Funp funp=(Funp)*((int*)*(int*)this+i);
            printf("%p\n",((int*)*(int*)this+i));
            printf("Point::callVtFuncs=>address of this fun:%p\n",funp);
            if(i==2||i==3)
            {
                continue;
            }
            funp();
        }
    }

    void printVirtualFunAddress()
    {
        cout<<endl<<endl;
        printf("func_hs:%p\nfunc_zzy:%p\n",&Point::func_hs,&Point::func_zzy);
    }
    virtual ~Point()
    {
        cout<<"Point destructor"<<endl;
    }
    virtual void  func_zzzy()
    {
        cout<<"Point::func_zzzy"<<endl;
        printf("the address of this --func_zzzy:%p\n",&Point::func_zzzy);
    }
protected:
    float x,y,z;
};


int main(int argc, char *argv[])
{
    Point point;
    point.printVt();
    point.callVtFuncs(5);
    point.printVirtualFunAddress();
    return 0;
}

我在课堂上放了4个虚函数，并打印出地址信息。这是输出：

Point constructor
the address of object,this:0xbffff620
the address of vt:0x8048db8


0x8048db8
Point::callVtFuncs=>address of this fun:0x8048914
Point::func_hs
the address of this --func_hs:0x1
0x8048dbc
Point::callVtFuncs=>address of this fun:0x8048966
Point::func_zzy
the address of this --func_zzy:0x5
0x8048dc0
Point::callVtFuncs=>address of this fun:0x8048b0a
0x8048dc4
Point::callVtFuncs=>address of this fun:0x8048b56
0x8048dc8
Point::callVtFuncs=>address of this fun:0x8048b74
Point::func_zzzy
the address of this --func_zzzy:0x11


func_hs:0x1
func_zzy:(nil)
func_zzzy:0x5
Point destructor

我完全不明白为什么最后一个输出是 'funz_zzy:(nil)' 和 'funz_zzy:0x5' 但上面是 0x5 和 0x11。

这是一些调试信息：（linux 32bit）

(gdb) x/16a 0x8048da8
0x8048da8:  0xa7025 0x0 0x0 0x8048dd4 <_ZTI5Point>
0x8048db8 <_ZTV5Point+8>:   0x8048914 <Point::func_hs()>    0x8048966 <Point::func_zzy()>   0x8048b0a <Point::~Point()> 0x8048b56 <Point::~Point()>
0x8048dc8 <_ZTV5Point+24>:  0x8048b74 <Point::func_zzzy()>  0x696f5035  0x746e  0x804a248 <_ZTVN10__cxxabiv117__class_type_infoE@@CXXABI_1.3+8>
0x8048dd8 <_ZTI5Point+4>:   0x8048dcc <_ZTS5Point>  0x3b031b01  0x80    0xf

我不明白为什么有两个 Point::~Point()？0x804a248 处的信息是否代表类的类型信息？

其他一些信息：

(gdb) x/1a 0x8048dd4
0x8048dd4 <_ZTI5Point>: 0x804a248 <_ZTVN10__cxxabiv117__class_type_infoE@@CXXABI_1.3+8>

0x8048dd4 是做什么用的？

4

2 回答 2

2

首先，当然：你所做的是完全未定义的行为，理论上任何事情都可能发生。但我怀疑您知道这一点，并且正在“试验”以了解编译器会做什么。当然，在实践中，无论你看到什么都将非常依赖于编译器——我猜你在 Intel 上使用 g++，因为我知道的其他编译器的输出与你看到的有很大不同。

至于为什么最后的输出很奇怪：你还有另一个未定义的行为。您正在输出 using "%p"，这意味着您需要传递 a void*，或者您有未定义的行为。在实践中，它很可能也表示指向非成员函数的指针（Posix 或多或少需要它工作），但指向成员函数的指针完全不同。通常，指向成员函数的指针（如&Point::func_hs) 将对应于某种结构，带有某种附加信息来指示函数是否是虚拟的，以及 vtable 中的索引（如果函数是虚拟的）或函数的物理地址。通常（但同样，这取决于实现），指向成员函数的指针的大小将大于指向非成员的指针（或指向静态成员的指针）的大小。

如果您的目标是了解布局，我会将实际内存转储为十六进制，使用sizeof(&Point::func_hs)等。例如：

template <typename T>
class DumpAsUInt
{
    T const& myValue;
public:
    DumpAsUInt( T const& value ) : myValue( value ) {}
    friend std::ostream& operator<<( std::ostream& dest, DumpAsUInt const& obj )
    {
        unsigned const* p = (unsigned const*)( &obj.myValue );
        for ( int i = 0; i != sizeof(T) / sizeof(unsigned); ++ i ) {
            if ( i != 0 ) {
                dest << ' ';
            }
            dest << p[i];
        }
        return dest;
    }
};

template <typename T>
DumpAsUInt<T>
dumpAsUInt( T const& value )
{
    return DumpAsUInt<T>( value );
}
于 2012-08-09T09:00:23.023 回答
1

我完全不明白为什么最后一个输出是 'funz_zzy:(nil)' 和 'funz_zzy:0x5' 但上面是 0x5 和 0x11。

这是因为在一种情况下您使用printf()多个参数，而在其他情况下只使用一个。由于指向成员的指针似乎是 8 字节长度类型，因此您会得到这个额外的零。试试这个代码：

printf("sizeof func:%u\n",sizeof(&main));
printf("sizeof memfunc:%u\n",sizeof(&Point::printVirtualFunAddress));
printf("sizeof virtmemfunc:%u\n",sizeof(&Point::func_zzzy));

对我来说它打印

sizeof func:4
sizeof memfunc:8
sizeof virtmemfunc:8

我不明白为什么有两个 Point::~Point()？

看起来这与它是虚拟的有关。如果删除virtual关键字，则只会生成一个析构函数。第二个与第一个相同，但它额外调用free()了一些数据的函数。我没弄清楚这是干什么用的。

0x804a248 处的信息是否代表类的类型信息？

这应该是你得到的结构typeid(Point)。

于 2012-08-09T08:57:28.040 回答