Question

我正在读这篇文章，就在这个标题上 Inheritance of Base-class vPtrs，但无法理解他在这段中的意思：

“但是，由于多重继承，一个类可能间接地从许多类继承。如果我们决定将所有基类的vtable合并为一个，则vtable可能变得非常大。 要避免这不是丢弃所有基类的vPtrs和vtable，而是将所有vtable合并为一个，编译器只对所有FIRST基类执行，并保留所有后续基类及其基类的vPtrs和vtable “。

换句话说，在对象的内存占用中，您可以在层次结构中找到所有基类的vPtrs，除了所有“先发制人” 。“

任何人都可以用简单易懂的形式解释这一段。

另一个问题，请看看这个答案： Follow this answer

现在感兴趣的代码(*(foo)((void**)(((void**)(&a))[0]))[1])();，任何人都可以告诉我们发生了什么事吗？，特别是为什么这完全用c ++ (void**)(&a)完成。我知道这是转换，但&a返回vptr的地址（在上面的问题链接2中），其类型为void *。

由于

Answer 1

虚拟函数调用通常使用virtual method table实现。编译器通常为程序中的每个类创建一个这样的表，并在实例化对象时为每个对象指向与其类对应的虚拟表（该指针称为vptr）。这样，当您调用虚方法时，无论其静态类型如何，对象都“确切地”知道要调用哪个函数。

正如我上面提到的，通常每个类都有自己的虚方法表。你引用的段落说如果一个类派生自例如5个基类，每个基类也派生自5个其他类，然后该类的虚拟表最终应该是基类的所有25个虚拟表的合并版本。这将是一种浪费，因此编译器可能决定仅将“立即”基类中的5个虚拟表合并到派生类的虚拟表中，并将vptr s保存为存储为其他20个虚拟表的虚拟表类中的隐藏成员（现在总共有vptr个。）

这样做的好处是，每次派生带有虚拟表的类时，您都不需要保留重复相同信息的内存。缺点是你使实现复杂化（例如，在调用虚方法时，编译器现在必须以某种方式确定哪个vptr指向表，告诉它调用哪个方法。）

关于第二个问题，我不确定你到底在问什么。这段代码假设vptr是该类对象的内存布局中的第一个项目（实际上经常是这样，但是一个可怕的黑客，因为它无处可说它甚至实现了使用虚拟方法一个虚拟表;可能甚至不是一个vptr），从表中获取第二个项目（这是指向该类成员函数的指针）并运行它

即使是最轻微的事情也会出现烟火（例如：没有vptr，vptr的结构不是编写代码的人所期望的，编译器的更高版本决定改变它存储虚拟表的方式，指向的方法有不同的签名等等。）

更新（解决评论）：

假设我们有

class Child : Mom, Dad {};

class Mom : GrandMom1, GrandDad1 {};

class Dad : GrandMom2, GrandDad2 {};

在这种情况下，Mom和Dad是直接基类（“第一次出生”，但该术语具有误导性。）

Answer 2

如果Derived继承自Base，其vtable将扩展Base。现在，如果它也继承了Base2，它的vtable将不包含Base2 - Base2的部分将保留其vtable（如果它们覆盖Base2，则使用Derived虚函数更新）。

  Base members      Base2 members    Derived members
+--+------------+----+------------+------------------+
 |                |
 V                V
Derived + Base   Base2 vtable  
vtable

使第二个问题更容易理解，因为我喜欢使用固定宽度字体绘图...这里是a的内存布局。有关该表达式的完整解释，请参阅James Kanze的回答。

        +---+----------+
a:      | | |    A     |
        +-+-+----------+
          |
          V
vtable: +---+
        | --+--> f2()
        +---+
        | --+--> f3()
        +---+

... HTH

Answer 3

关于你的第一个问题，我并不真正关注引用的段落即将到来;它实际上听起来像作者没有真的了解vtable是如何工作的（或者没有考虑过它详情）。当我们谈到时，重要的是要意识到这一点 “合并”基础和派生类的vtable，我们是谈论使基类vtable成为派生类的前缀表;基类vtable必须从派生的开始处开始为此工作的班级vtable;两个基数中的vptr的偏移量派生必须相同（在实践中几乎总是0），和基类必须放在派生的最开头。和当然，只有一个基地才能满足这些条件类。（大多数编译器将使用出现的第一个非虚拟基础从左到右扫描代码。）

关于表达式，它是完全未定义的行为，并且不适用于某些编译器。或者可能会或可能不会起作用，具体取决于优化程度。并且其中的void*被用作任意数量的指针类型的占位符（可能包括指向函数类型的指针）。如果我们采取最内在的部分，我们就是说&a是指向（1或更多）void*的指针。这个指针是然后解除引用（(X)[0]与*(X)相同，所以 (((void**)(&a))[0])与*(void**)(&a)相同。（[0] 符号表明这个背后可能有更多的价值观;即 [1]等也可能有效。这不是这种情况。）这个结果为void*，然后再次投放到void** dereferenced，这次真的使用索引（因为它有希望成阵列）;此解除引用的结果将转换为foo （指向函数的指针），然后解除引用和函数在没有任何参数的情况下被调用。

这些都不会真正起作用。它产生了许多假设这些并不总是，或者在某些情况下甚至是普遍的：

对象中vptr的偏移量为0.（这个通常是正确的。）
vptr本身与void*的大小相同。（这几乎总是正确的，并且需要Posix。）
vtable本身是一个指向函数的指针数组指向函数的指针与void*具有相同的大小。而且确实，指向函数的指针通常具有相同的大小 void*（同样，Posix需要它，在Windows下也是如此），很难想象一个如果vtable可以工作的实现只是一系列功能指针。
调用的函数实际上并不使用this指针：只有在特殊情况下才会这样。

他显然正在使用VC ++（基于__thiscall，这是一个微软的主义，我只分析了Sun CC的布局绝对不同。（而且Sun CC和g ++也很棒不同的是，Sun CC 3.1，Sun CC 4.0和Sun CC 5.0 各有不同。）

除非您实际编写编译器，否则我会忽略所有这些。和我当然会忽略你引用的表达方式。

Answer 4

问题1：我认为段落只是说vtable实际上并没有合并成一个并存储在多个派生类的内存分配中;但是引用使用超出第一个基类的基类的vtable。

换言之;如果你有来自植物的玫瑰来自植物，那么玫瑰只能直接使用Flower的vtable，但是植物的vtable的使用是通过从植物的vtable中调用它们来完成的。）

问题2：我不是很擅长做这些事情，我不得不把它分解成可管理的块来理解。

首先我会像这样列出它：

(
  *(foo)
  (
    (void**)
    (
      ((void**)(&a))[0]
    )
  )
  [1]
)
();

然后，

第1步：

((void**)(&a))[0]

我们知道(X)[0] = *X

让X = (void**)&a

X[0] = ((void**)&a)[0] = (void*)a

现在替换：

(
  *(foo)
  (
    (void**)
    (
      (void*)(a)
    )
  )
  [1]
)
();

第2步：

(void**)((void*)(a)) = (void**)(void*)a = (void**)a

(
  *(foo)
  (
    (void**)a
  )
  [1]
)
();

第3步：

所以看起来我们留下了一个函数指针

(foo)((void**)a)[1] = (foo)((void*)(a+1))

或者，在foo类型的位置（a + 1）处起作用的无效* ...

我认为至少接近正确:)函数指针总是给我带来问题。 ;）

两个与虚函数相关的问题

4 个答案: