Question

我想知道类对象（不是实例，但确切类）是如何存储在内存中的？

class A {
public:
    int a;
    virtual void f();
    virtual ~A();
};

class B : public A {
public:
    int b;
    void f() final override;
};

我知道，在这种继承（B派生自A）的情况下，通常（标准没有强烈描述）我们有：

memory: ....AB...

其中 AB 是B的类对象（如果我理解正确的话）。如果我们更深入（尝试 clang 和 gcc ），我们可以看到类似的东西（再次，标准中没有强烈描述）：

A
    vtptr*
    int a
B
    vtptr*
    int b

好的，现在我们看到a和b属性存储在哪里。我们还看到指针到虚拟方法表。但是vtptr*（虚拟方法表）实际存储在哪里？为什么不靠近课程？或者确实如此？

另外，这是另一个问题：我能够通过更改指针（简单逻辑）来更改虚拟方法表。我还可以安全地更改指向它的方法吗？

P.S。在你的问题中，你可以回答gcc和clang。 P.P.S.如果我在某处错了，请在答案中指出。

Answer 1

C ++标准没有规定应该如何实现虚拟功能机制。实际上，所有C ++实现都使用每个类的虚函数表，并使用虚函数（称为多态类）在类的每个对象中使用虚函数表指针。然而，细节可能有所不同，特别是对于多继承和虚拟继承。

您可以阅读Stanley Lippman的经典着作Inside The C++ Object Model中的常见选择。

询问存储虚拟功能表的“位置”没有多大意义。它与任何静态变量非常相似：它的位置取决于实现，并且非常随意。关于

“为什么不靠近课程？

......这样的课程没有存储在任何地方，它们不是对象，所以这没有意义，抱歉。

对于给定的实现，您可以更有意义地询问存储在每个对象中的vtable指针在哪里？

通常是在对象的开头，但如果你从一个非多态的类派生，并添加一个虚函数，那么你可能会在其他地方得到vtable指针。或不。后一种可能性是static_cast Derived*到Base*（或反之亦然）可以进行地址调整的原因之一，即与简单reinterpret_cast不同。

Answer 2

阅读virtual method table上的wikipage。

存储的vtable（本身）在哪里是特定于实现的（编译器，链接器，特定于操作系统）。但它经常存储在您的可执行文件的code segment中（就像文字字符串一样）。因此，通常（即没有多重继承）对象以指向其vtable的_vptr指针开始。使用多个或虚拟继承，您可以拥有几个 vtable指针。

如评论所述，您不应该关心这些细节。如果您真的在意，请让编译器转储内部表示或发出汇编代码。（例如使用g++ -fdump-tree-all -fverbose-asm -S编译）

Answer 3

但是vtptr *（虚拟方法表）实际上在哪里[指向]？为什么不靠近课程？或者确实如此？

它可能在任何地方......谁在乎？它的工作方式经常实现有点像这样......想象一下static隐藏class A成员：

VDT A::vdt = {
    { address of A::f code, 
      address of A::~A code },
    miscellaneous type-specific information needed for dynamic cast etc.
};

确切的布局未知，但可能有virtual个成员函数的地址数组。与任何static信息一样，该地址与任何给定对象实例的地址无关......对象中指向虚拟调度表的指针允许这种解耦。

另外，这是另一个问题：我能够通过更改指针（简单逻辑）来更改虚拟方法表。我还可以安全地更改指向它的方法吗？

这是不安全的，即使它表面上有效也可能无法保持一致（例如，在编译器能够确定在编译时调用的特定覆盖的情况下，它可能绕过运行时虚拟发货表咨询完全）。

虚方法表在C ++中存储在哪里？

3 个答案: