通过虚指针访问成员函数的指针

Question

我看到一些文章，其中解释了 vptr 和 vtable。我知道在 class 存储虚函数的情况下，对象中的第一个指针是 vtable 的 vptr，vtable 的数组条目是指向函数的指针，其顺序与它们在 class 中出现的顺序相同（我已经用我的测试程序验证过）。但我试图了解编译器必须输入什么语法才能调用适当的函数。

示例：

class Base
 {
   virtual void func1() 
   { 
       cout << "Called me" << endl; 
   }
};
int main()
{
  Base obj;
  Base *ptr;
  ptr=&obj;

// void* is not needed. func1 can be accessed directly with obj or ptr using vptr/vtable
  void* ptrVoid=ptr; 

// I can call the first virtual function in the following way:
  void (*firstfunc)()=(void (*)(void))(*(int*)*(int*)ptrVoid); 
  firstfunc();
}

问题：

1. 但我真正想了解的是编译器如何用 vptr 替换对 ptr->func1() 的调用？如果我要模拟通话那么我应该怎么做？我应该重载 -> 运算符吗？但即使这样也无济于事，因为我不知道 func1 这个名字到底是什么。即使他们说编译器通过 vptr 访问 vtable，它仍然如何知道 func1 的条目是第一个数组并且 func2 的条目是数组中的第二个元素？必须有一些函数名称到数组元素的映射。

2. 怎么模拟呢。您能否提供编译器用于调用函数 func1 的实际语法（它如何替换 ptr->func1()）？

Answer 1

背景：

编译后（没有调试信息）C/C++ 的二进制文件没有名字，运行时工作不需要名字，它只有机器代码
您可以将 vptr 视为经典 C 函数指针，在某种意义上，类型、参数列表等是已知的。
func1、func2等放在哪个位置并不重要，只要求顺序始终相同（因此多文件C++的所有部分必须以相同的方式编译，编译器设置等）。让我们想象一下，位置在声明顺序中，第一个父 class，然后在覆盖中新声明但是重新实现的虚拟位于较低的位置，就像来自父

这是唯一的图像。实现必须正确触发覆盖 classApionter->methodReimplementedInB()

通常是 C++ 编译器 has/had（我的知识来自 16/32b 年的迁移）2-4 选项可以针对 speed/size 等优化 vtables。经典 C sizeof() 非常适合理解（size of data plus ev.alignment），在C++中sizeof更大，但是可以保证是2,4,8字节。

4 很少有转换工具可以将 "object" 文件从 MS 格式转换为 Borland 等，但是 usually/only classic C 是 possible/safe，因为未知的机器代码vtable 的实现。

很难从高级代码接触 vtable，为中间文件（.obj、.etc）触发分析器

编辑：关于运行时的故事不同于关于编译的故事。我的回答是关于编译代码和运行时

EDIT2：准汇编代码（来自我的头脑）

load ax, 2
call vt[ax]

vt:
0x123456
0x126785  // virlual parent func1()

推导：

vt:
0x123456
0x126999 // overriden finc1()
0x456788 // new method

EDIT3：顺便说一句，我不能完全同意 C++ 总是比 JVM/.NET 速度更快，因为 "these are interpreted"。 C++ 有 "intepretation" 的一部分，而解释的部分是 groving：真正的 component/GUI 框架也有解释之间的联系（例如 map）。在我们的讨论之外：使用 C++ 删除或 GC，哪种内存模型更好？

Answer 2

不要将 vtable 视为数组。它只是一个数组，如果你去掉它的所有 C++ 知道的关于它的东西，除了它的成员的大小。相反，将其视为第二个 struct，其成员都是指向函数的指针。

假设我有一个像这样的 class:

struct Foo {
    virtual void bar();
    virtual int baz(int qux);
    int quz;
}

int callSomeFun(Foo* foo) {
    foo->bar();
    return foo->baz(2);
}

分解 1 个步骤：

class Foo;
// adding Foo* parameter to simulate the this pointer, which
// in the above would be a pointer to foo.
struct FooVtable {
    void (*bar)(Foo* foo);
    int (*baz)(Foo* foo, int qux);
}
struct Foo {
    FooVtable* vptr;
    int quz;
}

int callSomeFun(Foo* foo) {
    foo->vptr->bar(foo);
    return foo->vptr->baz(foo, 2);
}

希望这就是您要找的。

通过虚指针访问成员函数的指针

pointer to access member function through virtual pointer

c++

virtual-functions

vtable

vptr