Vptr中的疑惑 - 想知道它如何获取Vtable地址

Question

我想知道vptr如何获取vtable基地址。

例如

class A
{
virtual getdata();
int a;
}

现在，

A obj; /// here vptr getting vtable's base address.

我想知道这个谜题的答案...提前感谢。

- gobi

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你在问编译器如何知道虚函数表的地址？ - Yuval Adam

你的编译器甚至可能不使用虚函数表。C++标准中没有要求使用虚函数表。 - Martin York

Answer 1

vptr 是由编译器生成的代码在初始化 obj 的过程中进行初始化的。这里没有什么魔法，它只是像这样分配：

struct __A_vtbl_def {
    void (*getdata)(__A*);
};

__A_vtbl_def __A_vtbl = {
    &A__getdata
};

struct __A {
    __A_vtbl_def* vptr;
    int a;
};

__A obj;
obj.vptr = &__A_vtbl;

注意：这只是虚构的代码，展示了编译器如何实现vptr。我不知道现在编译器会生成什么样的实际代码。

- Marcelo Cantos

Answer 2

A 的构造函数将自动初始化 vtable 指针，使其指向正确的 vtable。以下是我的编译器为您的特定示例生成的汇编代码片段（来自 A::A）：

004114A3  mov         eax,dword ptr [this] 
004114A6  mov         dword ptr [eax],offset A::`vftable' (415740h) 

正如你所见，编译器生成的代码将类A的虚函数表指针复制到实例的开头。

- Andreas Brinck

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+1 是指出这通常是添加到构造函数的代码。它实际上展示了如何将vtable _pointer_复制到对象中。 （“offset A :: vftable”=内存中的偏移量=指针） - MSalters

Answer 3

这不是关于C++的问题，C++中没有vtable或vptr，一些供应商使用vtable实现虚函数，但这完全取决于实现。

- Arkaitz Jimenez

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虽然实际上“所有”编译器都使用vtable，所以我认为这个问题是完全合法的。 - Andreas Brinck

嗯，有一个关于_vtable的假设。虽然可能，但大多数编译器无法将所有虚函数放在单个表中。因此，许多编译器为复杂类型生成多个vtable。此时真正的问题出现了：运行时如何选择正确的vtable？ - MSalters

@MSalters，您真的知道有一个编译器可以做到这一点吗？如果是这样，它们在运行时如何解决这个问题？ - Andreas Brinck

@MSalters 好的，我想了一下，得出结论应该是可行的。你可以基本上有一个vtable的"vtable"或类似的东西。 - Andreas Brinck

据我所知，MSVC和GCC都会在对象内部的不同偏移处分散多个vptr，并在转换后调整对象指针。在这种情况下，指向虚成员函数的指针变得非常复杂，你可以想象一下。 - MSalters

Answer 4

编译器会生成一个类的虚函数表，而虚函数表的地址在编译时就已经确定。因此，如果你在运行时实例化一个对象，那么 vptr 将获取虚函数表的地址。

- Jiguan