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C++语言中多重继承下的虚函数调用

添加时间:2013-12-7
    相关阅读: 程序 C++ VC

    C++中虚函数调用采用所谓的虚函数表(vtable)实现,对于简单的单继承,其实现如下图所示:(其中ClassA为ClassB的基类,详见深入浅出MFC P68)

    对于这种情况,显然可以想到,vtable直接定位到对象的函数即可

    你也许会想到:C++支持多继承,在多继承的情况下,vatble以及内存布局该如何实现?

    以下也许就是你想要的答案

    代码:C继承于A和B,运行环境VC6.0

 class A
...{
public:
    int a, b;
    virtual void show();
};

class B
...{
public:
    int a, b;
    virtual void show();
};

class C:public A,public B
...{
public:
    int a, b;
    virtual void show();
};

void A::show()...{}
void B::show()...{}
void C::show()...{    cout<<"c.a="<<a<<",   c.b="<<b<<endl;}

int main()
...{
    cout<<"a.size="<<sizeof(A)<<endl;
    cout<<"b.size="<<sizeof(B)<<endl;
    cout<<"c.size="<<sizeof(C)<<endl;

    A a;
    B b;
    C c;

    a.a=1;
    a.b=2;
    b.a=3;
    b.b=4;
    c.a=5;
    c.b=6;

    cout<<"a="<<&a<<endl;
    cout<<"b="<<&b<<endl;
    cout<<"c="<<&c<<endl;

    A* pa;
    B* pb;
    pa = &c;
    pb = &c;

    cout<<"pa="<<pa<<endl;
    cout<<"pb="<<pb<<endl;

    pa->show();
    pb->show();

    int *p=(int *)&c;

    while((int)p <= (int)&a.b)
    ...{
        cout<<p<<"   "<<*p<<endl;
        p++;
    }

    return 0;
}


    程序输出:



    从程序输出可以看出:对于多重继承,类C包含两个vtable指针(或者说两个对象,一个A,一个B)

    子类是否多继承不会对父类造成影响(对父类来说与单继承相同)

    所以这里需要再考虑的就是子类如何实现:如何跳转,this指针如何处理

    (这里需要先提一下,在VC6下,C++对象的this指针是通过ECX传入)

    汇编下单步调试代码: pa->show();  pb->show();

 62:       pa->show();
00401B34   mov         eax,dword ptr [ebp-3Ch]
00401B37   mov         edx,dword ptr [eax]
00401B39   mov         esi,esp
00401B3B   mov         ecx,dword ptr [ebp-3Ch]
00401B3E   call        dword ptr [edx]
00401B40   cmp         esi,esp
00401B42   call        __chkesp (00421520)
63:       pb->show();
00401B47   mov         eax,dword ptr [ebp-40h]
00401B4A   mov         edx,dword ptr [eax]
00401B4C   mov         esi,esp
00401B4E   mov         ecx,dword ptr [ebp-40h]
00401B51   call        dword ptr [edx]
00401B53   cmp         esi,esp
00401B55   call        __chkesp (00421520)

    关键的4行:

    pa->show();

    00401B3B   mov         ecx,dword ptr [ebp-3Ch]  //将this指针保存到ECX,值为0012FF48==&a==&c

    00401B3E   call        dword ptr [edx]                     //F11单步进入:004012E9   jmp         C::show (00401880)

    即直接调用C::show(00401880),因为ECX值为0012FF48=&a=&c,所以这里不会有问题

    pb->show();

    00401B4E   mov         ecx,dword ptr [ebp-40h]  //将this指针保存到ECX,值为0012FF54==&a != &c

    00401B51   call        dword ptr [edx]            //F11单步进入:004011F9   jmp         C::show (00407710)

    这里的jmp         C::show (00407710),显然与pa->show()处理方式不同

    再单步得到:

    C::show:

    00407710   sub         ecx,0Ch                             //调整ECX即this,值为0012FF48==&c

    00407713   jmp         @ILT+740(C::show) (004012e9)

    004012E9   jmp         C::show (00401880)     //跳转到真正的C::show,同上面的pa->show()

    wf

    到这了可以得到这样的结论,对于多重继承vtable表中指针没有直接指向所要求的函数,而是指向调整ECX(即this指针)的代码,再间接跳转到所要求的函数

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