
我們可以看到下面幾點:
1)虛函數按照其聲明順序放于表中。
2)父類的虛函數在子類的虛函數前面。
我相信聰明的你一定可以參考前面的那個程序,來編寫一段程序來驗證。
一般繼承(有虛函數覆蓋)
覆蓋父類的虛函數是很顯然的事情,不然,虛函數就變得毫無意義。下面,我們來看一下,如果子類中有虛函數重載了父類的虛函數,會是一個什么樣子?假設,我們有下面這樣的一個繼承關系。

為了讓大家看到被繼承過后的效果,在這個類的設計中,我只覆蓋了父類的一個函數:f()。那么,對于派生類的實例,其虛函數表會是下面的一個樣子:

我們從表中可以看到下面幾點,
1)覆蓋的f()函數被放到了虛表中原來父類虛函數的位置。
2)沒有被覆蓋的函數依舊。
這樣,我們就可以看到對于下面這樣的程序,
Base *b = new Derive();
b->f();
由b所指的內存中的虛函數表的f()的位置已經被Derive::f()函數地址所取代,于是在實際調用發生時,是Derive::f()被調用了。這就實現了多態。
多重繼承(無虛函數覆蓋)
下面,再讓我們來看看多重繼承中的情況,假設有下面這樣一個類的繼承關系。注意:子類并沒有覆蓋父類的函數。
對于子類實例中的虛函數表,是下面這個樣子:

我們可以看到:
1) 每個父類都有自己的虛表。
2) 子類的成員函數被放到了第一個父類的表中。(所謂的第一個父類是按照聲明順序來判斷的)
這樣做就是為了解決不同的父類類型的指針指向同一個子類實例,而能夠調用到實際的函數。
多重繼承(有虛函數覆蓋)
下面我們再來看看,如果發生虛函數覆蓋的情況。
下圖中,我們在子類中覆蓋了父類的f()函數。
下面是對于子類實例中的虛函數表的圖:

我們可以看見,三個父類虛函數表中的f()的位置被替換成了子類的函數指針。這樣,我們就可以任一靜態類型的父類來指向子類,并調用子類的f()了。如:
Derive d;
Base1 *b1 = &d;
Base2 *b2 = &d;
Base3 *b3 = &d;
b1->f(); //Derive::f()
b2->f(); //Derive::f()
b3->f(); //Derive::f()
b1->g(); //Base1::g()
b2->g(); //Base2::g()
b3->g(); //Base3::g()
安全性
每次寫C++的文章,總免不了要批判一下C++。這篇文章也不例外。通過上面的講述,相信我們對虛函數表有一個比較細致的了解了。水可載舟,亦可覆舟。下面,讓我們來看看我們可以用虛函數表來干點什么壞事吧。
一、通過父類型的指針訪問子類自己的虛函數
我們知道,子類沒有重載父類的虛函數是一件毫無意義的事情。因為多態也是要基于函數重載的。雖然在上面的圖中我們可以看到Base1的虛表中有Derive的虛函數,但我們根本不可能使用下面的語句來調用子類的自有虛函數:
Base1 *b1 = new Derive();
b1->f1(); //編譯出錯
任何妄圖使用父類指針想調用子類中的未覆蓋父類的成員函數的行為都會被編譯器視為非法,所以,這樣的程序根本無法編譯通過。但在運行時,我們可以通過指針的方式訪問虛函數表來達到違反C++語義的行為。(關于這方面的嘗試,通過閱讀后面附錄的代碼,相信你可以做到這一點)
二、訪問non-public的虛函數
另外,如果父類的虛函數是private或是protected的,但這些非public的虛函數同樣會存在于虛函數表中,所以,我們同樣可以使用訪問虛函數表的方式來訪問這些non-public的虛函數,這是很容易做到的。
如:
class Base {
private:
virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }
};
class Derive : public Base{
};
typedef void(*Fun)(void);
void main() {
Derive d;
Fun pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d)+0);
pFun();
}
結束語
C++這門語言是一門Magic的語言,對于程序員來說,我們似乎永遠摸不清楚這門語言背著我們在干了什么。需要熟悉這門語言,我們就必需要了解C++里面的那些東西,需要去了解C++中那些危險的東西。不然,這是一種搬起石頭砸自己腳的編程語言。
在文章束之前還是介紹一下自己吧。我從事軟件研發有十個年頭了,目前是軟件開發技術主管,技術方面,主攻Unix/C/C++,比較喜歡網絡上的技術,比如分布式計算,網格計算,P2P,Ajax等一切和互聯網相關的東西。管理方面比較擅長于團隊建設,技術趨勢分析,項目管理。歡迎大家和我交流,我的MSN和Email是:haoel@hotmail.com
附錄一:VC中查看虛函數表
我們可以在VC的IDE環境中的Debug狀態下展開類的實例就可以看到虛函數表了(并不是很完整的)

附錄 二:例程
下面是一個關于多重繼承的虛函數表訪問的例程:
#include <iostream>
using namespace std;
class Base1 {
public:
virtual void f() { cout << "Base1::f" << endl; }
virtual void g() { cout << "Base1::g" << endl; }
virtual void h() { cout << "Base1::h" << endl; }
};
class Base2 {
public:
virtual void f() { cout << "Base2::f" << endl; }
virtual void g() { cout << "Base2::g" << endl; }
virtual void h() { cout << "Base2::h" << endl; }
};
class Base3 {
public:
virtual void f() { cout << "Base3::f" << endl; }
virtual void g() { cout << "Base3::g" << endl; }
virtual void h() { cout << "Base3::h" << endl; }
};
class Derive : public Base1, public Base2, public Base3 {
public:
virtual void f() { cout << "Derive::f" << endl; }
virtual void g1() { cout << "Derive::g1" << endl; }
};
typedef void(*Fun)(void);
int main()
{
Fun pFun = NULL;
Derive d;
int** pVtab = (int**)&d;
//Base1's vtable
//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+0)+0);
pFun = (Fun)pVtab[0][0];
pFun();
//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+0)+1);
pFun = (Fun)pVtab[0][1];
pFun();
//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+0)+2);
pFun = (Fun)pVtab[0][2];
pFun();
//Derive's vtable
//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+0)+3);
pFun = (Fun)pVtab[0][3];
pFun();
//The tail of the vtable
pFun = (Fun)pVtab[0][4];
cout<<pFun<<endl;
//Base2's vtable
//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+1)+0);
pFun = (Fun)pVtab[1][0];
pFun();
//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+1)+1);
pFun = (Fun)pVtab[1][1];
pFun();
pFun = (Fun)pVtab[1][2];
pFun();
//The tail of the vtable
pFun = (Fun)pVtab[1][3];
cout<<pFun<<endl;
//Base3's vtable
//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+1)+0);
pFun = (Fun)pVtab[2][0];
pFun();
//pFun = (Fun)*((int*)*(int*)((int*)&d+1)+1);
pFun = (Fun)pVtab[2][1];
pFun();
pFun = (Fun)pVtab[2][2];
pFun();
//The tail of the vtable
pFun = (Fun)pVtab[2][3];
cout<<pFun<<endl;
return 0;
}