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，派生类包含 n-1 个额外的虚拟表。这正是派生类发生的情况。

但它似乎也发生在 Derived2 （仅继承自 Base1 类）

这里是 dd 内存映射：

Example1::Base1
  __vfptr
     [0]     0x00c4127b

这是 b 内存映射：

__vfptr
    [0]      0x00c411ae

如您所见，第一个虚拟表槽的地址不同.. 例如 b 和 b2 具有相同的虚拟表。

好的，现在回答两个问题：

1) 为什么它们不共享同一个 Base1 虚拟表？ （Derived2 和 Base1 对象）

2) 为什么派生类甚至需要保存 n-1 个虚拟表？ （当N表示Derived类继承的类数时）

谢谢！

Answer 1

首先，Derived2 是与Base1 不同的类型，因此它需要一些除虚函数表之外的其他信息。其次，至少Derived2 的析构函数与Base1 中的析构函数不同，因此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，但必须有一些与虚函数不同的类型的标识，例如启用dynamic_casts。所以第一个条目很可能是指向 RTTI 的指针。我目前没有 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;
};

现在检查两个创建对象的__vfptr 的前四个或五个元素，我猜你会看到一个相同的条目——它是指向Base::bar 的指针。其他的（指向 RTTI、foo 和析构函数的指针）应该不同。
这里有一些猜测：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： vtable 本身不需要 RTTI 条目 - 某些编译器可能仅通过 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，这本身就意味着 vtable 需要不同。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”同一个 vtable。但不能保证。

如果一个类派生自多个类，那么每个类都需要一个 vtable，它具有任何类型的虚函数。这样一来，如果将类转换（通过使用指向基类的指针或 dynamic_cast）为基类之一，则可以调用两个基类的虚函数。

另请注意：编译器如何处理 vtables 完全取决于编译器，并且不保证它们如何工作的任何方面。