【三大特性】虚表 内存分布

一、虚函数表(vptr)

之前研究到，vptr存储在对象实例的最前面位置。
这样意味着我们可以：

• 对象实例 -> vptr指针 -> 虚函数表位置 -> 各类虚函数

1.1、示例代码

#include "pch.h"
#include <iostream>
using namespace std;
class Base {
public:virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; }virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; }
};
int main()
{typedef void(*Fun)(void);Base b;Fun pFun = NULL;Base * p = &b;cout << "该对象的地址：" << p << endl;cout << "虚函数表的指针也是从这个地址"<< (int*)(&b) <<"开始存的" << endl << endl;cout << "虚函数表的指针指向的地址10进制：" << *(int*)(&b) << "即虚函数表的指针存的内容"<<endl;cout << "即虚函数表的地址：" << (int*)*(int*)(&b) << endl << endl;pFun = (Fun)*(int*)*(int*)(&b);//第一个虚函数的指针cout << "第一个虚函数的地址：" << pFun << endl;pFun();Fun gFun = NULL;gFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&b) + 1);//第二个虚函数的指针Fun hFun = NULL;hFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&b) + 2);//第三个虚函数的指针
}

如下所示：

• b为BaseTest类型对象，&b返回BaseTest类型对象指针
• (int*)(&b) ：把BaseTest类型指针改为int类型，指针指向地址没变，但指向对象的类型变了。
• *(int*)(&b) ： 对int*类型指针解引用，从b对象地址开始，取出sizeof(int)个字节（因为此时指针认为自己指向一个int对象）

前面有做过实验，*(&b)的话取回的还是BaseTest类型，若是改为int*，则可以正常打印b对象地址。

• (int *)*(int *)(&b) ：相当于 *(int *)(&b) 这个int数值前加上(int*) ，即返回一个int指针，此指针代表 b对象首地址的vptr里面的内容，即指向虚函数表。
• *(int *)*(int *)(&b) ：同上面一样，对int*解引用，返回int数值。
• (Func)*(int *)*(int *)(&b) ： Func是函数指针，后接int数值，则代表此函数指针指向这个int数值。
  因此上面6步结束后，得到虚函数表中的虚函数地址，则可以直接调用。
• (Func)*((int *)*(int *)(&b) + 1)： 这里就是数组的指针的正常操作，现在这个指针指向了数组的第二个元素（即第二个虚函数指针），最后就是解引用，然后转换为Fun函数指针。

【注】：这里存在一个问题，VS可得到目标虚函数，但QT得到的虚函数地址只有第一个函数可用？- 参考：https://www.cnblogs.com/cmt/p/14580194.html?

二、虚函数表结束标志

虚函数表有开始就有结束，其的结束标志是 ‘\0’。

char* end = NULL;
end = (char*)((int*)*(int*)(&b) + 3);

加上如上代码，这里指向了虚函数表即指针数组的第四个元素，但实际上数组里只有三个指针，所以这里便刚好指向了结束标志。再通过(char*)转换指针类型，代表指向的是一个字节。

【注】：char型存储的含义：

char end1 = '\0';	//字符串的结束符
char end2 = 0;		//字符串的结束符
char zero1 = '0';	//这才是真正的字符0
char zero2 = 48;

可以通过数组应用，来进行循环索引。

三、派生类虚函数表 结构顺序

3.1、单继承（无虚函数覆盖）

例子：基类有三个虚函数，派生类有三个虚函数，但派生类没有另外重写基类虚函数。

虚函数表顺序： 基类虚函数1.2.3 -> 派生类虚函数1.2.3 -> ‘\0’

3.2、单继承（有虚函数覆盖）

例子：基类有三个虚函数，派生类有三个虚函数，派生类重写基类虚函数f。

虚函数表顺序： 派生类1 -> 基类虚函数.2.3 -> 派生类虚函数2.3 -> ‘\0’

3.3、多继承（无虚函数覆盖）

例子：有三个基类，一个派生类，且派生类一个虚函数也没有去重写。

虚函数表顺序：

• 对于继承到的每个基类，都有一个对应的虚函数表。
• 对于继承到的每个基类，都有一个对应的虚函数表
  派生类的虚函数的指针，被放进了第一个基类对应的虚函数表里。（按照声 明顺序来判断的）
  

3.4、多继承（有虚函数覆盖）

例子：有三个基类，一个派生类，且派生类重写了三个基类的同一个虚函数。

虚函数表顺序：

• 三个基类的虚函数表的第一项，都被替换为Derive::f的指针
• 这样任意基类指针指向派生类对象，都可以调用到Derive::f