单个 vtable 如何跟踪新的虚拟功能？答案

【问题标题】：How a single vtable is tracking new virtual functions?单个 vtable 如何跟踪新的虚拟功能？
【发布时间】：2015-01-29 15:55:35
【问题描述】：

我正在使用 VS 2013 并尝试查看 vptr 和 vftable 如何在对象级别工作。所以我有以下课程：

#include<iostream>
using namespace std;

class baseClass
{
public:
    void nonVirtualFunc() {}
    virtual void virtualNonOverriddenFunc() {}
    virtual void virtualOverriddenFunc() {}
};

class derivedClass : public baseClass
{
public:
    virtual void virtualOverriddenFunc() {}
    virtual void derivedClassOnlyVirtualFunc() { cout << "derivedClass" << endl; }
};


int main(int argc, char** argv) {

    derivedClass derivedClassObj2;
    cout << "Size of derivedClassObj: " << sizeof(derivedClassObj2) << endl;

    return 0;
}

这是我在调试时看到的：

理论上应该有两个 vptr。一个用于baseClass的vftable，一个用于derivedClass，用于跟踪新添加的derivedClassOnlyVirtualFunc()。

但正如你所见，只有一个 vptr/vftable。但机制运行良好。

我认为在监视窗口中我看不到第二个 vptr，所以我打印了对象的大小。 4字节，表示只存在一个指针。

那么这如何与新添加的虚函数一起工作？

根据this应该有两个vptr。

编辑：我按照 Serge 的建议检查了 vftable 的内存内容，确实有三个条目。由于某种原因，它没有显示在调试器中。

干杯。

【问题讨论】：

@Deduplicator ... 假设您确切了解调用了哪些覆盖程序，但并非所有人都这样做。
很简单，whos ctor / dtor 类型中的一种就是执行。（但请注意那里的 ctor-init-list。）
@madu 可能是调试器在欺骗你，只显示 vtable 的“基础”部分。整个 vtable 肯定也有一个新函数的条目，附加到它上面。
@Griwes：有虚拟调度，假装不这样是一个潜在的致命错误。类层次结构仅在目标派生最多的类型之下。
@madu is 只有一个“vptr”，但您的调试器只显示基类表中的两个条目。从您链接的问题的顶部答案：“实际上编译器将不同的 vtable 合并到一个 vtable 中”。

标签： c++ visual-studio virtual-functions vtable vptr

【解决方案1】：

vtable 实现依赖于编译器。对象的大小（4 字节）表明 vtable 没有在对象中复制，因为 4 字节只是一个指针。我的理解是：

每个类（不是每个对象）只有一个 vtable(*)
每个对象都有一个指向其 vtable（其实际类之一）的指针
由于_vfptr是祖先类的属性，调试器将其显示在祖先类下，因此只显示该类中定义的方法

但可以肯定的是，真正的 _vtable 包含其他虚拟方法的条目......在调试器显示的条目之后！

(*) 当您考虑_vfptr 数组的内部组织时，事情变得更加困难。事实上，它可以看作包含所有祖先类的vtables的副本。这里，derivedClass 的前 2 个条目对应于 baseClass 的 vtable。但是，如果您打开 Memory 窗口，并检查 _vfptr 地址（在您的示例中为0x00d9ba68），您应该会在空条目之前看到第三个条目（至少这是我的 MSVC Express 2008 年的节目）。这第三个条目对应于函数derivedClassOnlyVirtualFunc，但正如我上面所说的那样，调试器没有显示出来。

【讨论】：

1.甚至 vtable（如果有）的存在也是实现细节。 2. 看看std::iostream。据我统计，它有 3 个 vtable，因为每个实例都有 3 个 vtable 指针。（在一些常见的实现上。） 3. 基本类型和既没有虚基也没有成员的类都没有 vtable 和 vtable-pointer。
@Serge 谢谢。我确实查看了内存内容，似乎没有第三个条目。我已经用内存截图更新了原始问题。
@Serge 你是对的。有一个条目。我在代码中犯了一个错误。这次真是万分感谢。奇怪的是为什么它不会出现。