C++ 多重继承中虚拟表的理解_C++

C++ 多重继承中虚拟表的理解

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C++ 多重继承中虚拟表的理解,c++,C++,我有一个类实现了两个抽象类，如下所示。没有虚拟继承。没有数据成员 class IFace1 { public: virtual void fcn(int abc) = 0; }; class IFace2 { public: virtual void fcn1(int abc) = 0; }; class RealClass: public IFace1, public IFace2 { public: void fcn(int a) { } voi

我有一个类实现了两个抽象类，如下所示。没有虚拟继承。没有数据成员

class IFace1 {
public:
    virtual void fcn(int abc) = 0;
};

class IFace2 {
public:
    virtual void fcn1(int abc) = 0;
};

class RealClass: public IFace1, public IFace2 {
public:
    void fcn(int a) {
    }

    void fcn1(int a) {
   }
};

我发现RealClass的vtable和object内存布局如下所示

Vtable for RealClass
RealClass::_ZTV9RealClass: 7u entries
0     (int (*)(...))0
8     (int (*)(...))(& _ZTI9RealClass)
16    (int (*)(...))RealClass::fcn
24    (int (*)(...))RealClass::fcn1
32    (int (*)(...))-8
40    (int (*)(...))(& _ZTI9RealClass)
48    (int (*)(...))RealClass::_ZThn8_N9RealClass4fcn1Ei

Class RealClass
    size=16 align=8
    base size=16 base align=8
RealClass (0x2af836d010e0) 0
    vptr=((& RealClass::_ZTV9RealClass) + 16u)
    IFace1 (0x2af836cfa5a0) 0 nearly-empty
        primary-for RealClass (0x2af836d010e0)
    IFace2 (0x2af836cfa600) 8 nearly-empty
        vptr=((& RealClass::_ZTV9RealClass) + 48u)

我对此感到困惑。什么是RealClass:：\u ZThn8\u N9RealClass4fcn1Ei？为什么IFace2的vptr指出了这一点？当我从IFace2*调用fcn1时会发生什么？程序如何在RealClass的Vtable中找到RealClass:：fcn1？我想它一定需要使用IFace2 vptr，但不清楚具体如何使用。

警告：下面的大部分内容当然是实现和平台相关的，并且是简化的。我将遵循在您的示例中实现它的方式——可能是GCC，64位

首先，虚拟类实例的契约是什么？例如，如果您有一个变量

IFace1*obj

：

在obj+0有一个指向虚拟表的指针
任何成员数据字段都将在obj+8处继续（
```
sizeof（void*）
```
）
虚拟表包含一条指向
```
void fcn（int）
```
atvtbl+0的记录

在该表中，还有一个指针指向

vtbl-8处的类的typeinfo
（由dynamic\u cast
等使用）和vtbl-16处的“基偏移”


任何看到类型为IFace1*
的变量的函数都可以依赖于该值为真。对于IFace2*
，情况类似

如果他们想调用虚拟函数void fcn（int），他们查看obj+0以获取vtable，然后在vtbl+0调用在那里找到的地址<代码>此设置为obj
如果他们想访问成员字段（自己访问，例如，如果该字段具有公共访问权限，或者如果有内联访问器），他们只需在其地址obj+xxx读取/写入成员即可
如果他们想知道自己真正拥有的类型，他们会从对象的地址中减去vtbl-16的值，然后查看基本对象引用的vtable的
```
typeinfo
```
指针

现在，对于具有多重继承的类，编译器如何满足这些要求

1）首先，它需要为自己生成结构。虚拟表指针必须位于obj+0处，所以它就在那里。这张桌子看起来怎么样？很明显，基的偏移量是0，很容易生成

typeinfo

数据和指向它的指针，然后是第一个虚函数和第二个虚函数，没有什么特别的。任何知道

RealClass

定义的人都可以进行相同的计算，因此他们知道在vtable等中的何处可以找到函数

2）然后它可以让

RealClass

作为

IFace1

传递。因此，它需要在对象中的某个位置有一个指向

IFace1

格式的虚拟表的指针，那么虚拟表必须有一条

void fcn（int）

的记录

编译器很聪明，可以重用它生成的第一个虚拟表，因为它符合这些要求。如果有任何成员字段，它们将存储在指向虚拟表的第一个指针之后，因此即使是它们也可以像派生类是基类一样简单地访问。到目前为止还不错

3）最后，如何处理该对象，以便其他人能够将其用作

IFace2

？已创建的vtable不能再使用，因为

IFace2

需要其

void fcn1（int）

位于vtbl+0

因此，将创建另一个虚拟表，即在转储中第一个虚拟表之后立即看到的虚拟表，并且指向它的指针存储在下一个可用位置的

RealClass

中。第二个表需要将“偏移到基准”设置为-8，因为实际对象从偏移量-8开始。它只包含指向

IFace2

虚拟函数的指针，

void fcn1（int）

然后，对象中的虚拟指针（偏移量obj+8）后面是

IFace2

的任何成员数据字段，这样，当指针指向此接口时，任何继承或内联函数都可以再次工作

好的，现在如何从

IFace2

调用

fcn1（）

？对RealClass:：fcn1（int）的非虚拟thunk是什么

如果您将

RealClass*

指针传递给一个使用

IFace2*

的陌生函数，编译器将发出代码将指针增加8（或无论多么大的

sizeof（void*）+sizeof（IFace1）

），以便该函数获取以

IFace2的虚拟表指针开始的指针，然后是它的成员字段——正如我前面概述的合同中所约定的
当该函数想要调用void IFace2:：fcn1（int）
时，它会查看虚拟表，找到该特定函数的记录（第一个也是唯一一个）并调用它，将this
设置为作为指向IFace2
的指针传递的地址
这里出现了一个问题：如果有人在RealClass
指针上调用RealClass
中实现的这个方法，this
指向RealClass
的底部。与IFace1
相同。但是，如果有人使用指向IFace2
接口的指针调用它，此
会将8个字节（或多个字节）指向对象
因此，编译器需要多次生成函数以适应这种情况，否则它无法正确访问成员字段和其他方法，因为它根据调用方法的人而有所不同
编译器optimi没有让代码真正重复两次