c++ - 了解 C++ vtable 和 RTTI

Question

我最近在搞虚函数表，以便更好地理解编译器/进程需要做什么来实现类和继承。

这就是我想要实现的目标:
我想编写自己的小 vtable，以便在对象上强制执行静态行为:

class A {
public:
    virtual void foo() { cout << "A.foo()" << endl; }
    virtual void bar() { cout << "A.bar()" << endl; }
};

class B : public A {
public:
    void foo() { cout << "B.foo()" << endl; }
    void bar() { cout << "B.bar()" << endl; }
};

typedef void (A::*func)();

int main() {
    A& b_as_a = *(new B());
    long* p = (long*)(&b_as_a);
    func* vtab = (func*)(p[0]);

    b_as_a.foo();
    b_as_a.bar();

    func* my_vtab = new func[4];

    my_vtab[0] = vtab[0]; // \  I added these lines in step two after i got an
    my_vtab[1] = vtab[1]; // /  access violation
    my_vtab[2] = &A::bar;
    my_vtab[3] = &A::foo;

    p[0] = (long)(my_vtab);

    b_as_a.foo();
    b_as_a.bar();

    delete[] my_vtab;
    delete &b_as_a;

    return EXIT_SUCCESS;
}

这里是 g++ -std=c++11 -fdump-class-hierarchy

的转储

Vtable for A
A::_ZTV1A: 4u entries
0     (int (*)(...))0
8     (int (*)(...))(& _ZTI1A)
16    (int (*)(...))A::foo
24    (int (*)(...))A::bar

Class A
   size=8 align=8
   base size=8 base align=8
A (0x0x7f40b60fe000) 0 nearly-empty
    vptr=((& A::_ZTV1A) + 16u)

Vtable for B
B::_ZTV1B: 4u entries
0     (int (*)(...))0
8     (int (*)(...))(& _ZTI1B)
16    (int (*)(...))B::foo
24    (int (*)(...))B::bar

Class B
   size=8 align=8
   base size=8 base align=8
B (0x0x7f40b60dfbc8) 0 nearly-empty
    vptr=((& B::_ZTV1B) + 16u)
  A (0x0x7f40b60fe060) 0 nearly-empty
      primary-for B (0x0x7f40b60dfbc8)

这不起作用......所以我研究了一下。
我找到了这篇文章:What is the first (int (*)(...))0 vtable entry in the output of g++ -fdump-class-hierarchy?
它解释了 vtable 中的前两个条目。我理解第一个条目的作用，但我对第二个条目的了解是，它是某种指向类信息的指针。
我想这就是它不起作用的原因。
剩下的问题是:
vtable 中的第二个条目做了什么而导致下面的 funktionpointers 不再被读取？？？


额外信息:我在 openSuse 12.3 上使用 g++

Answer 1

vptr 指向 vtable 中的第三项。您可以从类转储中看到这一点:

    vptr=((& A::_ZTV1A) + 16u)

或者通过将内存中的值与成员函数地址进行比较。

所以，您要修改的是前两项:

my_vtab[0] = &A::bar;
my_vtab[1] = &A::foo;

此外，不要使用成员函数指针构造新的 vtable，而应使用普通函数指针(甚至是 void*)。例如。 :

typedef void (*func)();

或:

typedef void* func;

原因是成员函数指针已经处理虚拟成员函数，因此不适合作为 vtable 中的条目(有关更多信息，请参阅问题 Why the size of a pointer to a function is different from the size of a pointer to a member function? 例如)。