虚拟表上的 C++ 虚拟析构函数和类的类型信息

Question

我总是对c++虚拟表的内存布局感到困惑。这是一个示例代码 我用来研究它:

#include <cstdio>
#include <iostream>
using namespace std;
class Point
{
public:
    Point()
    {
        cout<<"Point constructor"<<endl;
    }

    virtual void func_hs()
    {
        cout<<"Point::func_hs"<<endl;
        printf("the address of this --func_hs:%p\n",&Point::func_hs);
    }
    virtual void  func_zzy()
    {
        cout<<"Point::func_zzy"<<endl;
        printf("the address of this --func_zzy:%p\n",&Point::func_zzy);
    }


    void printVt()
    {
        printf("the address of object,this:%p\nthe address of vt:%p\n",
               this,(void*)*(int*)this);
    }
    void callVtFuncs(int num=2)
    {   
        typedef void (*Funp)(void);

        for(int i=0;i<num;i++)
        {
            Funp funp=(Funp)*((int*)*(int*)this+i);
            printf("%p\n",((int*)*(int*)this+i));
            printf("Point::callVtFuncs=>address of this fun:%p\n",funp);
            if(i==2||i==3)
            {
                continue;
            }
            funp();
        }
    }

    void printVirtualFunAddress()
    {
        cout<<endl<<endl;
        printf("func_hs:%p\nfunc_zzy:%p\n",&Point::func_hs,&Point::func_zzy);
    }
    virtual ~Point()
    {
        cout<<"Point destructor"<<endl;
    }
    virtual void  func_zzzy()
    {
        cout<<"Point::func_zzzy"<<endl;
        printf("the address of this --func_zzzy:%p\n",&Point::func_zzzy);
    }
protected:
    float x,y,z;
};


int main(int argc, char *argv[])
{
    Point point;
    point.printVt();
    point.callVtFuncs(5);
    point.printVirtualFunAddress();
    return 0;
}

我在类上放置了 4 个虚函数，并打印出那里的地址信息。这是输出:

Point constructor
the address of object,this:0xbffff620
the address of vt:0x8048db8


0x8048db8
Point::callVtFuncs=>address of this fun:0x8048914
Point::func_hs
the address of this --func_hs:0x1
0x8048dbc
Point::callVtFuncs=>address of this fun:0x8048966
Point::func_zzy
the address of this --func_zzy:0x5
0x8048dc0
Point::callVtFuncs=>address of this fun:0x8048b0a
0x8048dc4
Point::callVtFuncs=>address of this fun:0x8048b56
0x8048dc8
Point::callVtFuncs=>address of this fun:0x8048b74
Point::func_zzzy
the address of this --func_zzzy:0x11


func_hs:0x1
func_zzy:(nil)
func_zzzy:0x5
Point destructor

我完全不明白为什么最后的输出是“funz_zzy:(nil)”和“funz_zzy:0x5” 但上面是 0x5 和 0x11。

这里是一些调试信息:(linux 32bit)

(gdb) x/16a 0x8048da8
0x8048da8:  0xa7025 0x0 0x0 0x8048dd4 <_ZTI5Point>
0x8048db8 <_ZTV5Point+8>:   0x8048914 <Point::func_hs()>    0x8048966 <Point::func_zzy()>   0x8048b0a <Point::~Point()> 0x8048b56 <Point::~Point()>
0x8048dc8 <_ZTV5Point+24>:  0x8048b74 <Point::func_zzzy()>  0x696f5035  0x746e  0x804a248 <_ZTVN10__cxxabiv117__class_type_infoE@@CXXABI_1.3+8>
0x8048dd8 <_ZTI5Point+4>:   0x8048dcc <_ZTS5Point>  0x3b031b01  0x80    0xf

我想不通为什么会有两个Point::~Point()？ 0x804a248处的信息是否代表类的类型信息？

一些其他信息:

(gdb) x/1a 0x8048dd4
0x8048dd4 <_ZTI5Point>: 0x804a248 <_ZTVN10__cxxabiv117__class_type_infoE@@CXXABI_1.3+8>

0x8048dd4 有什么用？

Answer 1

当然，首先:您正在做的是完全未定义的行为，并且 理论上任何事情都可能发生。但我怀疑你知道这一点，并且 正在“试验”以找出编译器将做什么。 当然，在实践中，无论您看到什么，都将非常依赖于 编译器——我猜你在 Intel 上使用 g++，因为 我知道的其他编译器的输出结果会大不相同 你看到了。

至于为什么最后的输出很奇怪:还有一个undefined 对你的行为。您正在使用 "%p" 进行输出，这意味着您 需要传递一个 void*，否则你有未定义的行为。在实践中， 它也可能表示指向非成员函数的指针(和 Posix 或多或少需要它才能工作)，但指向成员函数的指针 是完全不同的。通常，指向成员函数的指针 (如 &Point::func_hs)将对应于某种结构，具有 某种附加信息来指示函数是否 是不是虚拟的，或者是 vtable 中的索引(如果函数 是虚拟的)或函数的物理地址。通常(但 同样，这取决于实现)，指向的指针的大小 成员函数将大于指向非成员的指针的大小 (或指向静态成员的指针)。

如果您的目标是了解布局，我会将实际内存转储到 十六进制，使用 sizeof(&Point::func_hs) 等。类似于:

template <typename T>
class DumpAsUInt
{
    T const& myValue;
public:
    DumpAsUInt( T const& value ) : myValue( value ) {}
    friend std::ostream& operator<<( std::ostream& dest, DumpAsUInt const& obj )
    {
        unsigned const* p = (unsigned const*)( &obj.myValue );
        for ( int i = 0; i != sizeof(T) / sizeof(unsigned); ++ i ) {
            if ( i != 0 ) {
                dest << ' ';
            }
            dest << p[i];
        }
        return dest;
    }
};

template <typename T>
DumpAsUInt<T>
dumpAsUInt( T const& value )
{
    return DumpAsUInt<T>( value );
}