Question

我总是对c ++虚拟表的内存布局感到困惑。这是一个示例代码我用来研究它：

#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个虚拟功能，然后打印出地址信息。这就是外出：

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。

以下是一些调试信息：（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

我无法弄清楚为什么有两个Point :: ~Point（）？ 0x804a248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>

什么是0x8048dd4用于？

Answer 1

首先，当然：你所做的是完全未定义的行为，并且理论上任何事都可能发生。但我怀疑你知道这一点，而且正在“试验”以找出编译器将要做什么。当然，在实践中，无论你做什么，都会非常依赖编译器 - 我猜你在英特尔上使用g ++，因为我知道的其他编译器会有比输出更多的输出你看到了。

至于为什么最后的输出很奇怪：还有另一个未定义的你的行为。您使用"%p"输出，这意味着您需要传递void*，或者您有未定义的行为。在实践中，它也可能指向非成员函数的指针（和 Posix或多或少要求它工作），但指向成员函数完全不同。通常，指向成员函数的指针（如&Point::func_hs）将与某种结构相对应一些额外的信息来表明是否有这个功能是虚拟还是非，以及vtable中的索引（如果是函数是虚拟的）或函数的物理地址。通常（但是再次，这取决于实现），指针的大小成员函数将大于指向非成员的指针的大小（或指向静态成员的指针）。

如果您的目标是了解布局，我会将实际内存转储到十六进制，使用sizeof(&Point::func_hs)等。像：

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 );
}

Answer 2

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

这是因为在一种情况下，您使用带有多个参数的printf()，而在其他情况下只使用一个参数。因为指向成员的指针似乎是8字节长度类型，所以你得到这个额外的零。试试这段代码：

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

我无法弄清楚为什么有两个Point :: ~Point（）？

看起来这与它是虚拟的有关。如果删除virtual关键字，则只生成一个析构函数。第二个与第一个相同，但它还在某些数据上调用free()函数。我没弄清楚这是为了什么。

0x804a248的信息是否代表类的类型信息？

这应该是typeid(Point)的结果。

虚拟表上的C ++虚拟析构函数和类的类型信息

2 个答案: