Question

我尝试使用谷歌搜索，但没有找到任何结果。使用函数指针和数据的结构，实现类似于C中的类hack吗？或者它是以另一种形式实现的？

Answer 1

我没有编写任何c ++编译器，但类的结构应该包含：

基类数据部分（包含类的基类的所有数据）
类实例数据部分（包含类实例的所有数据）
虚拟表指针（如果类或它的基础具有至少一个虚函数）

注意：非虚拟函数是静态引用的，因此它们不应直接绑定到类实例。

也就是说，每个编译器可能会以不同的方式实现它。

TLDR ：基本上是的，实现必须类似于类hack（但这应该对开发人员来说是透明/无关的。）

修改：

这篇文章主要是基于多年来使用visual studio进行调试（非常主观）的推测，多年前支持一些经验，维护一个具有类hack支持继承的项目，用C实现（这种体验非常主观，如同孔）。

例如，在Visual Studio 6中，您可以看到虚拟函数表是在c ++实现特定数据之前分配的。也就是说，一个班级看起来像这样：

[vtbl][data] ^1 ^2

所以，如果这是（例如）struct X { virtual ~X(); int i; }，那么写：

X a; X *p = &a;

会创建类似于此的内容：

[ptr + 1] -> any other virtual functions [ptr + 0] -> X::~X ^x [^x][data] ^1 ^2 ^p = ^2;

^1是操作系统分配内存的位置（并且vtbl将在new的实现中填充），那么用户数据的偏移量（vtbl + sizeof (vtbl)）将是返回到客户端代码，作为类的地址。我不知道是否仍然如此。

Answer 2

是的，通常（或者至少有时候）它将以一种可以使其与“C-hack”兼容的方式实现，但细节因编译器而异。

由于以下几个原因，这变得非常自然：

C被设计为允许低级编程，这表明处理器上可用的所有数据类型也可用于C实现。
C / C ++的实现经常捆绑在同一个产品中，这将产生大量的共享代码，因此C ++中使用的基本数据类型可以很容易地用C语言提供。
类布局所需的数据类型基本上是已经存在的C / C ++语言类型。

基本上，以一种可以在随附的C实现中描述类布局的方式来实现C ++是“容易的”，但也不“不”这样做。“/ p>

作为GCC布局的一个简单例子，我们可以考虑使用虚方法的类（如果它没有虚方法，那么它将是一个简单的struct layoutwise）。然后，布局将以虚拟表指针开始，该指针指向一个单词/指针数组（包含函数指针，指向type_info节点的指针，以及一些其他有用信息）。然后跟随成员，好像它是一个普通的结构。

当继承它类似时，它从基类的布局开始（自然因为指向派生类的指针应该很容易转换为基类的指针），除非现在虚拟表指针指向虚拟表派生类的顺序（顺便说一下，它具有与基类相同的布局，除了它可能有与派生类中引入的新虚拟方法相对应的附加元素 - 这里指向派生类的虚拟表的指针可以作为基类的虚拟表）。

在C中，这看起来像是：

struct class_layout {
     void **__vptr;

     /* 
     base data members as they appear in the C++ definitions,
     (given they have fundamental types)
      */

     /*
      additional data members introduced in the derived class
     */
};

将__vptr定义为包含函数指针的struct的指针是很诱人的，它会正常工作，除非它与GCC的工作方式不兼容。细节是虚拟表中的条目也是负指数（可能由于历史原因）。

然后有些情况需要特别小心：例如，没有虚方法的基类（几乎）要求基类中没有虚拟表指针。虚拟继承的情况需要指向基类对象的指针。

Answer 3

通常，答案是＆＃34;是＆＃34;，因为这是最直接的方式。但是，绝不是保证。标准没有说明编译器必须做什么，它只是说明在给定条件下必须发生的事情。

在最简单，最简单的情况下，class与成员默认为struct的{{1}}相同。由于你无法对private做任何事情（一切都是私密的，没有公共成员，没有构造函数），所以它毫无意义。

在下一个最简单的情况下，struct也将具有成员函数，包括构造函数和析构函数。
成员函数隐含地具有不同的调用约定，因为传递了隐式class指针，但除此之外它们只是普通的普通函数。通常情况下，编译器会将名称变成类似this的内容，其中每个＆＃34; magic＆＃34;字母和数字具有明确的，依赖于编译器的含义（我试图在GCC中一起修改一个正确的错误名称，手动执行这一操作有点单调乏味）。在创建和销毁对象时，编译器还将代表自己调用构造函数和析构函数。除此之外，这些基本上都是普通的普通函数＆＃34;（我们将在这里忽略很少的额外怪癖）。

然后，可能有虚函数。为了实现这一点，通常，在结构的数据部分前面添加一个指向全局函数指针表的指针（每个对象一个指针，但对于该类型的所有对象，全局只有一个表）。
再次，就像破坏一样，这是一个实现细节，而不是标准要求的东西（实际上，它是如何在几乎所有地方完成的）。

在最复杂的情况下，添加了几个虚函数指针，并且编译器根据当前对象的类型秘密调整对象的指针（投射指针可能确实给出了不同的地址），也）。这可以确保＆＃34;正确＆＃34;在不必知道的情况下调用虚函数。

Answer 4

您可能会发现此演示文稿既有趣又有用： http://www.hexblog.com/wp-content/uploads/2011/08/Recon-2011-Skochinsky.pdf

通常，非虚拟类的布局或多或少与C中的布局类似。

虚拟类必须存储虚函数表，指向运行时类型信息的指针和'偏移'，以便可以在任意复杂的派生类中找到数据。

这三个对象被折叠到虚拟功能表中。

如何在C ++内部实现类？

4 个答案: