我们都知道 C++ 使用 vftable 来动态决定应该调用哪个虚函数。而我想弄清楚我们调用虚函数时背后的机制。我已将以下代码编译为程序集。

using namespace std;

class Animal {
    int age;
public:
    virtual void speak() {}
    virtual void wash() {}
};

class Cat : public Animal {
public:
    virtual void speak() {}
    virtual void wash() {}
};

void main()
{
    Animal* animal = new Cat;
    animal->speak();
    animal->wash();
}

汇编代码非常庞大。我不太明白以下部分。

CONST   SEGMENT
??_7Cat@@6B@ DD FLAT:??_R4Cat@@6B@          ; Cat::`vftable'
    DD  FLAT:?speak@Cat@@UAEXXZ
    DD  FLAT:?wash@Cat@@UAEXXZ
CONST   ENDS

这部分定义了Cat的vftable。但它有三个条目。第一个条目是 RTTI Complete Object Locator。第二个是 Cat::speak。第三个是 Cat::wash。所以我认为 vftable[0] 应该暗示 RTTI Complete Object Locator。但是当我检查 main PROC 和 Cat::Cat PROC 中的汇编代码时，对 animal->speak() 的调用是通过调用 vftable[0] 实现的，而对 animal 的调用->wash()是通过调用vftable[4]实现的。为什么不是 vftable[4] 和 vftable[8]？

PROC main和Cat::Cat的汇编代码如下。

_TEXT   SEGMENT
tv75 = -12                      ; size = 4
$T1 = -8                        ; size = 4
_animal$ = -4                       ; size = 4
_main   PROC

; 23   : {

    push    ebp
    mov ebp, esp
    sub esp, 12                 ; 0000000cH

; 24   :    Animal* animal = new Cat;

    push    8
    call    ??2@YAPAXI@Z                ; operator new
    add esp, 4
    mov DWORD PTR $T1[ebp], eax
    cmp DWORD PTR $T1[ebp], 0
    je  SHORT $LN3@main
    mov ecx, DWORD PTR $T1[ebp]
    call    ??0Cat@@QAE@XZ
    mov DWORD PTR tv75[ebp], eax
    jmp SHORT $LN4@main
$LN3@main:
    mov DWORD PTR tv75[ebp], 0
$LN4@main:
    mov eax, DWORD PTR tv75[ebp]
    mov DWORD PTR _animal$[ebp], eax

; 25   :    animal->speak();

    mov ecx, DWORD PTR _animal$[ebp]
    mov edx, DWORD PTR [ecx]
    mov ecx, DWORD PTR _animal$[ebp]
    mov eax, DWORD PTR [edx]
    call    eax

; 26   :    animal->wash();

    mov ecx, DWORD PTR _animal$[ebp]
    mov edx, DWORD PTR [ecx]
    mov ecx, DWORD PTR _animal$[ebp]
    mov eax, DWORD PTR [edx+4]
    call    eax

; 27   : }

    xor eax, eax
    mov esp, ebp
    pop ebp
    ret 0
_main   ENDP
_TEXT   ENDS

; Function compile flags: /Odtp
;   COMDAT ??0Cat@@QAE@XZ
_TEXT   SEGMENT
_this$ = -4                     ; size = 4
??0Cat@@QAE@XZ PROC                 ; Cat::Cat, COMDAT
; _this$ = ecx
    push    ebp
    mov ebp, esp
    push    ecx
    mov DWORD PTR _this$[ebp], ecx
    mov ecx, DWORD PTR _this$[ebp]
    call    ??0Animal@@QAE@XZ
    mov eax, DWORD PTR _this$[ebp]
    mov DWORD PTR [eax], OFFSET ??_7Cat@@6B@
    mov eax, DWORD PTR _this$[ebp]
    mov esp, ebp
    pop ebp
    ret 0
??0Cat@@QAE@XZ ENDP                 ; Cat::Cat
_TEXT   ENDS

补充:MSVC编译器x86 19.00.23026

最佳答案

虚表的布局依赖于实现。在您的特定情况下，在编译您的示例代码时，Microsoft C++ 编译器为 Cat 生成一个 vtable，其中 speak 虚函数位于偏移量 0，而 wash 函数位于偏移量 4。RTTI 信息位于这些函数之前的偏移量 -4。

这里的问题是微软的程序集输出在说谎。生成的汇编代码将 RTTI 信息放在偏移量 0 处，将 speak 和 wash 函数放在偏移量 4 和 8 处。但这并不是它在目标文件中的实际布局方式编译器生成。反汇编目标文件揭示了这个布局:

                .new_section .rdata, "dr2"
0000    00 00 00 00                                     .long   ??_R4Cat@@6B@
0004                          ??_7Cat@@6B@:
0004    00 00 00 00                                     .long   ?speak@Cat@@UAEXXZ
0008    00 00 00 00                                     .long   ?wash@Cat@@UAEXXZ

不幸的是，Microsoft 的 C/C++ 编译器的汇编输出仅供引用。它不是编译器生成的实际代码的准确和完整表示。特别是它不能可靠地组装成一个工作对象文件。

关于c++ - vftable[0] 存储的是第一个虚函数还是 RTTI Complete Object Locator？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/46168052/