本文会让看不见 摸不着的虚表(Vtable),虚指针(Vptr)彻底现行
本文涉及思想:
C++ 面向对象 封装 继承 多态 中的 多态
概念解释:
虚表指针：
这是指向虚表（vtable）的指针，虚表中包含了该类的所有虚函数对应的地址。
虚表：
虚表是一个编译时生成的静态数组，存放在程序的数据段中，包含所有虚函数的地址(不属于类对象,与类对象无关)。每个类有自己的虚表，派生类可以继承基类的虚表并进行修改以反映任何虚函数的覆盖（重写）。
sizeof的严格语义:
A a;
sizeof(A) 和 sizeof(a) 都表示类对象的大小，但它们从语法上指向稍有不同的含义：
sizeof(A)：这表示测量 A 类型的对象所占用的内存大小，即类 A 的实例化对象的大小。这是从类型层面进行的测量，表明创建一个该类型的实例所需的字节数。
sizeof(a)：这表示测量已经实例化的对象 a 的大小，其中 a 是 A 类的一个实例。这实际上将给出与 sizeof(A) 相同的结果，因为 a 是 A 类型。
如果一个类是空的,那么它占1字节,为了防止类对象重叠.
例如新建10个类,如果大小是0,内存中无论是顺序还是随机,都有概率会使用相同的内存地址
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
};
int main()
{
cout << sizeof(A) << endl; // 1
return 0;
}放入一个普通函数,不会改变类对象大小:
类对象的行为属于类的共享资源，存储在代码段中
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
void show(){};//虚函数和普通函数都不占类对象大小
};
int main()
{
cout << sizeof(A) << endl; // 1
return 0;
}放入一个虚函数,则编译器会为该类创建一个虚指针,64位机器为8字节
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
virtual void show(){}; // 虚函数和普通函数都不占类对象的大小
};
int main()
{
cout << sizeof(A) << endl; // 64位系统 Vptr占8字节
return 0;
}为了验证上述猜想:
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
virtual void show1()
{
cout << "666" << endl;
}
virtual void show2()
{
cout << "666" << endl;
}
virtual void show3()
{
cout << "666" << endl;
}
};
int main()
{
A a;
cout<<sizeof(A)<<endl;//始终只存在1个虚指针,类对象大小为8字节
a.show1();
a.show2();
a.show3();
return 0;
}
无论放几个虚函数,始终只存在一个虚指针
借上面例子->这个虚指针指向一个虚表:
这个虚表就是一个函数指针数组 存放了show1,show2,show3的地址,也是C++实现多态的核心机制
下面我们要在GDB中观察到这4个地址:
g++ -g -o c2 c1.cpp
gdb c2
(gdb) break main
(gdb) run
(gdb) info vtbl a
写了几个虚函数看见几个地址就行
引入C++中两种不同的地址表示方式:
info symbol <> 或 info line <> 通常表示全局地址
info vtbl 表示相对于对象实例的地址
所以可以理解为是两套地址系统,互相不能转换,通过全局的方式观察 show2并不是0x0
这样我们就看见了,也感受到了迷雾中的虚表(Vtable)和虚指针(Vptr)的存在
