C++深入理解虚表

简述虚表

虚表是记录本类中所有虚函数地址的一个表格。

虚表的内存结构

如下，我们设计了一个类，存在两个虚函数。

class A
{
public:
	virtual void fun1() {
		cout << "a" << endl;
	}

	virtual void fun2() {
		cout << "b" << endl;
	}
};

通过A实例化a，再看看a的内存结构。_vfptr就是虚表！！！可以把它看成存放了void*型对象的数组。 而_vfptr的两个成员分别代表fun1函数的指针和fun2函数的指针。这也正好验证了虚表就是记录本类中所有虚函数地址的一个表格。

获取虚表

经测试，通过如下代码可以获取虚表。

A a;
int *vptr = (int *)(*(int*)(&a));

再看内存监视信息，我们发现vptr的地址和_vfptr的地址一样，测试通过-v-

通过虚表调用虚函数

看上图，我们发现vptr[0]的值与虚表中第一个成员的值相等。那我么可以通过吧vptr[0]转换成fun1函数类型，来达到不可告人的目的。

typedef void (*Fun)(void);
Fun f1 = (Fun)vptr[0];
f1();

调用后，控制台打印“a”，象征着我们尝试成功。同理，我们也可以通过vptr[1]来调用fun2函数。

虚表中虚函数的排列顺序

通过上图，我们很容易就可以看出，是按函数的声明顺序排列的。虽然简单，但还是请记住了。不要一不小心调用了虚析构函数，程序直接崩溃。

继承中覆盖虚函数

我们再设计一个AA类，继承A，并且在A中实现fun1()函数。

class AA : public A
{
public:
	virtual void fun1() {
		cout << "aa" << endl;
	}
};

通过AA实例化aa，再看看aa的内存结构。

发现没有，AA::fun1。我们只实现了fun1()，虚表中的fun1函数使用的是AA类中的实现，而fun2函数使用的时A类中的实现。有没有隐隐约约嗅到动态绑定的味道？

结语

看完本篇文章，是不是对神秘莫测的虚表有了更一步的认识。
这里只是从内存层面讲解了虚表，欲了解更加透彻，请查阅“继承”，“动态绑定”等知识。