对象的函数存储在内存中的什么位置？答案

【问题标题】：Where are functions of an object stored in memory?对象的函数存储在内存中的什么位置？
【发布时间】：2014-07-01 07:40:18
【问题描述】：

假设我们有一个类：

class Foo
{
private:
    int a;
public:
    void func()
    {
       a = 0;
       printf("In Func\n");
    }
}

int main()
{
    Foo *foo = new Foo();
    foo->func();
    return 0;
}

当Foo类的对象被创建和初始化时，我知道整数a会占用4个字节的内存。函数是如何存储的？调用 foo->func() 时，内存/堆栈/寄存器/程序计数器会发生什么？

【问题讨论】：

标签： c++ memory

【解决方案1】：

简短的回答：它只会在二进制文件的文本或代码部分存储一次，而与创建的类实例的数量无关。

函数不会为类的每个实例单独存储在任何地方。它们的处理方式与任何其他非成员函数相同。唯一的区别是编译器实际上给函数增加了一个额外的参数，它是一个类类型的指针。例如编译器会生成这样的函数原型：

void func(Foo* this);

（请注意，这可能不是最终签名。最终签名可能会更加神秘，具体取决于包括编译器在内的各种因素）

任何对成员变量的引用都将被替换为

this-><member> //for your ex. a=0 translates to this->a = 0;

所以 foo->func();大致翻译为：

将 Foo* 的值压入堆栈。 #编译器依赖
调用 func 将导致指令指针跳转到可执行文件中 func 的偏移量 #architecture 相关读取 this 和 this
Func 将从堆栈中弹出值。对成员变量的任何进一步引用都将在取消引用该值之前进行

【讨论】：

+1;至于您提到术语 signature 的原因，有时会使用替代的 prototype，尽管这里的这种用法可以争论。
既然我也提到了返回类型，原型应该是写字。编辑答案以反映相同。
这么好的答案

【解决方案2】：

您的函数不是虚拟的，因此它是静态调用的：编译器插入一个跳转到与您的函数对应的代码段。每个实例不使用额外的内存。

如果您的函数是虚拟的，您的实例将携带一个 vpointer，该 vpointer 将被取消引用以找到其类的 vtable，然后将索引该 vtable 以找到要调用的函数指针，并最终跳转到那里。因此，额外的成本是每个类一个 vtable（可能是一个函数指针的大小，乘以类的虚函数数），以及每个实例一个指针。

请注意，这是虚拟调用的常见实现，但标准并未强制执行，因此实际上根本不能这样实现，但您的机会很大。如果编译器在编译时知道实例的静态类型，它通常也可以完全绕过虚拟调用系统。

【讨论】：

“编译器插入到代码段的跳转”。这个跳转信息存储在哪里？
@shaveenk 直接在调用站点，即代码段的另一部分。对于静态调用，它会被硬编码，所以你最终会得到一个普通的 goto 0xSomewhere;在程序集中（经过一些参数调整）

【解决方案3】：

成员函数就像常规函数一样，它们存储在“代码”或“文本”部分中。（非静态）成员函数有一个特别之处，那就是传递给函数的“隐藏”this 参数。因此，在您的情况下，foo 中的地址将传递给func。

该参数的确切传递方式以及寄存器和堆栈发生的情况由 ABI（应用程序二进制接口）定义，并且因处理器而异。对此没有严格的定义，除非您告诉我们正在使用的编译器、操作系统和处理器的组合是什么（并假设信息是公开的——并非所有编译器/操作系统供应商都会非常清楚地说明这一点）。例如，x86-64 在 WINDOWS 上将 RCX 用于 this，在 Linux 上使用 RDI，调用指令会自动将返回地址压入堆栈。在 ARM 处理器上 [在 Linux 中，但我认为这同样适用于 Windows，我只是从未看过]，R0 用于this 指针，BX 指令用于调用，它作为其自身的一部分将lr 与要返回的指令的pc 一起存储。 lr 然后必须保存在 [可能在堆栈上] 在 func 中，因为它调用 printf。

【讨论】：