C++对象布局及多态探索之菱形结构虚继承
),因为我们是通过对象来调用,即使是虚函数调用也不会有多态的行为。但是得到this指针的方式却是颇为间接,即第10、11、12行。因为这个函数在祖父类中定义,那么它操作的数据成员应该是祖父类的。因此编译器要调整this指针的位置。而祖父类又是被虚继承,因此要通过偏移值指针指向的偏移值来进行调整。
再观察一下第9行和第12行,可以看到计算出来的地址值是不一样的。这是因为第9行为给祖父类的成员变量赋值,而祖父类中有虚表指针存在,所以在得到对象的起始地址后,编译器给它加了4字节的偏移量以跳过虚指针。实际的得到地址的运算为: [ebp+ecx+FFFFF7F0h+4h],编译器在生成代码时会直接把最后一步运算做掉。 我们再看一个例子,这个例子的继承结构和上一篇中是一样的,也是菱形结构。不同的是,每一个类都重写了顶层类声明的虚函数。代码如下: struct C041
首先我们运行下面的代码,看看它们的内存布局。 PRINT_SIZE_DETAIL(C041)
结果为: The size of C041 is 5
和前面的布局不同之处在于,共享部分和前面的非共享部分之间多了4字节的0值。只有共享部分有虚表指针,这是因为派生类都没有定义自己的虚函数,只是重写了顶层类的虚函数。我们分析一下C150的对象布局。 |C140,5 |C141,5 |C150,1 |zero,4 |C041,5 |
(注:为了不折行,我用了缩写。ospt代表偏移值指针、m代表成员变量、vtpt代表虚表指针。第一个数字是该区域的大小,即字节数。只有偏移值指针有第二个数字,第二个数字就是偏移值指针指向的偏移值的大小。) 再看函数的调用: C150 obj;
输出的对象地址为: obj''s address is : 0012F624
最后一行函数调用的代码对应的汇编代码为: 00423F74 lea ecx,[ebp+FFFFF757h]
单步执行后,我们可以看到ecx中的值为:0x0012F633,这个地址也就是obj对象布局中的祖父类部分的起始地址。通过上面的布局分析我们知道 C150起始的偏移值指针指向的值为15,即对象起始到共享部分(祖父类部分)的偏移值。上面输出的obj起始地址为0x0012F624加上十进制的 15后,正好是我们看到的ecx中的值0x0012f633。 由于函数调用是作用于对象上,我们看到第二行的call指令是直接到地址的。 在这里令人困惑的问题是,我们知道ecx是用来传递this指针的。在前一篇中,我们分析了在C110对象上的foo方法调用。在那个例子中,由于 foo是顶层类中定义的虚函数,并且没有被下面的派生类重写,因此通过子类对象调用这个方法时,编译器产生的代码是通过子类起始的偏移指针指向的偏移值来计算出祖父类部分的起始地址,并将这个地址做为this指针所指向的地址。但是在C150类中,foo不再是从祖父类继承的,而是被子类自己所重 |
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