虚拟表内存位置

Question

给定以下代码：

namespace Example1 {

class Base1 {
public:
    Base1() {}
    virtual ~Base1() {}
protected:
    float data_Base1;
};

class Base2 {
public:
    Base2() {}
    virtual ~Base2() {}
protected:
    float data_Base2;
};

class Derived : public Base1, public Base2 {
public:
    Derived() {}
    virtual ~Derived() {}
protected:
    float data_Derived;
};

class Derived2 : public Base1 {
public:
    Derived2() {}
    virtual ~Derived2() {}
protected:
    float data_Derived2;
};

}

int main (void)
{
using namespace Example1;

Base2* pbase2 = new Derived;        
Base1* b = new Base1();
      Base1* b2 = new Base1();
Derived* d = new Derived;
Derived* d2= new Derived;

Derived2* dd = new Derived2;
}

使用visual studio 2012的编译器，似乎在多重继承下，一个派生类包含n-1个额外的虚拟表。这就是派生类所发生的事情。

但这似乎也发生在Derived2 (它只继承自Base1类)中。

下面是dd内存映射：

Example1::Base1
  __vfptr
     [0]     0x00c4127b

下面是最好的内存映射：

__vfptr
    [0]      0x00c411ae

如您所见，第一个虚拟表槽的地址是不同的。例如，B和b2具有相同的虚拟表。

好了，现在来看两个问题：

1)为什么它们不共享相同的Base1虚拟表？(Derived2和Base1对象)

2)为什么派生类需要容纳n-1个虚拟表？(当N表示派生类继承的类数时)

谢谢!

Answer 1

首先，与Base1相比，Derived2是另一种类型，因此除了虚函数表之外，它还需要一些其他信息。其次，至少Derived2的析构函数是另一个函数，而不是来自Base1的函数，所以即使表中只有虚函数，该条目也必须不同。我不确定MSVC如何在多态类型上实现RTTI，但必须有一些不同于虚函数的类型标识，例如启用dynamic_casts。因此，第一个条目很可能是指向RTTI的指针。我现在没有MSVC，但你可以试试这个：

struct Base {
  virtual void foo() {};
  virtual void bar() {};
  virtual ~Base();
};

struct Derived {
  virtual void foo() {};
  virtual ~Derived();
};

int main() {
  Base* b1 = new Base;
  Base* b2 = new Derived;
};

现在检查两个创建的对象的__vfptr的前四到五个元素，我猜你会看到一个条目是相同的-它是指向Base::bar的指针。其他的(指向RTTI，foo和析构函数的指针)应该是不同的。

这里有一些建议:也许你可以在内存中看到指针指向的不同区域，因为RTTI指针可能指向数据段，而虚函数指针指向代码段。

更新：在vtable本身中不需要有一个RTTI条目--一些编译器可能只通过比较vtable的地址来实现RTTI。

Answer 2

每个类都有自己的vtable。在这种情况下，每个类都有一个唯一的虚拟析构函数，因此它本身意味着vtable需要不同的。如果您要构造一个没有任何不同虚函数的类，编译器可能会决定“重用”相同的vtable。但不能保证。

如果一个类是从多个类派生的，那么对于每个具有任何类型的虚函数的类，都需要有一个vtable。这是因为，如果类被转换(通过使用指向基类的指针或dynamic_cast)为基类之一，则可以调用这两个基类的虚函数。

还要注意:编译器如何处理vtables完全取决于编译器，不能保证它们如何工作的任何方面。