
我們可以看到下面幾點(diǎn):
1)虛函數(shù)按照其聲明順序放于表中。
2)父類(lèi)的虛函數(shù)在子類(lèi)的虛函數(shù)前面。
我相信聰明的你一定可以參考前面的那個(gè)程序,來(lái)編寫(xiě)一段程序來(lái)驗(yàn)證。
一般繼承(有虛函數(shù)覆蓋)
覆蓋父類(lèi)的虛函數(shù)是很顯然的事情,不然,虛函數(shù)就變得毫無(wú)意義。下面,我們來(lái)看一下,如果子類(lèi)中有虛函數(shù)重載了父類(lèi)的虛函數(shù),會(huì)是一個(gè)什么樣子?假設(shè),我們有下面這樣的一個(gè)繼承關(guān)系。

為了讓大家看到被繼承過(guò)后的效果,在這個(gè)類(lèi)的設(shè)計(jì)中,我只覆蓋了父類(lèi)的一個(gè)函數(shù):f()。那么,對(duì)于派生類(lèi)的實(shí)例,其虛函數(shù)表會(huì)是下面的一個(gè)樣子:

我們從表中可以看到下面幾點(diǎn),
1)覆蓋的f()函數(shù)被放到了虛表中原來(lái)父類(lèi)虛函數(shù)的位置。
2)沒(méi)有被覆蓋的函數(shù)依舊。
這樣,我們就可以看到對(duì)于下面這樣的程序,
Base *b = new Derive();
b->f();
由b所指的內(nèi)存中的虛函數(shù)表的f()的位置已經(jīng)被Derive::f()函數(shù)地址所取代,于是在實(shí)際調(diào)用發(fā)生時(shí),是Derive::f()被調(diào)用了。這就實(shí)現(xiàn)了多態(tài)。
多重繼承(無(wú)虛函數(shù)覆蓋)
下面,再讓我們來(lái)看看多重繼承中的情況,假設(shè)有下面這樣一個(gè)類(lèi)的繼承關(guān)系。注意:子類(lèi)并沒(méi)有覆蓋父類(lèi)的函數(shù)。
對(duì)于子類(lèi)實(shí)例中的虛函數(shù)表,是下面這個(gè)樣子:

我們可以看到:
1) 每個(gè)父類(lèi)都有自己的虛表。
2) 子類(lèi)的成員函數(shù)被放到了第一個(gè)父類(lèi)的表中。(所謂的第一個(gè)父類(lèi)是按照聲明順序來(lái)判斷的)
這樣做就是為了解決不同的父類(lèi)類(lèi)型的指針指向同一個(gè)子類(lèi)實(shí)例,而能夠調(diào)用到實(shí)際的函數(shù)。
多重繼承(有虛函數(shù)覆蓋)
下面我們?cè)賮?lái)看看,如果發(fā)生虛函數(shù)覆蓋的情況。
下圖中,我們?cè)谧宇?lèi)中覆蓋了父類(lèi)的f()函數(shù)。
下面是對(duì)于子類(lèi)實(shí)例中的虛函數(shù)表的圖:

我們可以看見(jiàn),三個(gè)父類(lèi)虛函數(shù)表中的f()的位置被替換成了子類(lèi)的函數(shù)指針。這樣,我們就可以任一靜態(tài)類(lèi)型的父類(lèi)來(lái)指向子類(lèi),并調(diào)用子類(lèi)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(xiě)C++的文章,總免不了要批判一下C++。這篇文章也不例外。通過(guò)上面的講述,相信我們對(duì)虛函數(shù)表有一個(gè)比較細(xì)致的了解了。水可載舟,亦可覆舟。下面,讓我們來(lái)看看我們可以用虛函數(shù)表來(lái)干點(diǎn)什么壞事吧。
一、通過(guò)父類(lèi)型的指針訪問(wèn)子類(lèi)自己的虛函數(shù)
我們知道,子類(lèi)沒(méi)有重載父類(lèi)的虛函數(shù)是一件毫無(wú)意義的事情。因?yàn)槎鄳B(tài)也是要基于函數(shù)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(shù),但我們根本不可能使用下面的語(yǔ)句來(lái)調(diào)用子類(lèi)的自有虛函數(shù):
Base1 *b1 = new Derive();
b1->f1(); //編譯出錯(cuò)
任何妄圖使用父類(lèi)指針想調(diào)用子類(lèi)中的未覆蓋父類(lèi)的成員函數(shù)的行為都會(huì)被編譯器視為非法,所以,這樣的程序根本無(wú)法編譯通過(guò)。但在運(yùn)行時(shí),我們可以通過(guò)指針的方式訪問(wèn)虛函數(shù)表來(lái)達(dá)到違反C++語(yǔ)義的行為。(關(guān)于這方面的嘗試,通過(guò)閱讀后面附錄的代碼,相信你可以做到這一點(diǎn))
二、訪問(wèn)non-public的虛函數(shù)
另外,如果父類(lèi)的虛函數(shù)是private或是protected的,但這些非public的虛函數(shù)同樣會(huì)存在于虛函數(shù)表中,所以,我們同樣可以使用訪問(wèn)虛函數(shù)表的方式來(lái)訪問(wèn)這些non-public的虛函數(shù),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(jié)束語(yǔ)
C++這門(mén)語(yǔ)言是一門(mén)Magic的語(yǔ)言,對(duì)于程序員來(lái)說(shuō),我們似乎永遠(yuǎn)摸不清楚這門(mén)語(yǔ)言背著我們?cè)诟闪耸裁础P枰煜み@門(mén)語(yǔ)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(xiǎn)的東西。不然,這是一種搬起石頭砸自己腳的編程語(yǔ)言。
在文章束之前還是介紹一下自己吧。我從事軟件研發(fā)有十個(gè)年頭了,目前是軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)主管,技術(shù)方面,主攻Unix/C/C++,比較喜歡網(wǎng)絡(luò)上的技術(shù),比如分布式計(jì)算,網(wǎng)格計(jì)算,P2P,Ajax等一切和互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的東西。管理方面比較擅長(zhǎng)于團(tuán)隊(duì)建設(shè),技術(shù)趨勢(shì)分析,項(xiàng)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(shù)表
我們可以在VC的IDE環(huán)境中的Debug狀態(tài)下展開(kāi)類(lèi)的實(shí)例就可以看到虛函數(shù)表了(并不是很完整的)

附錄 二:例程
下面是一個(gè)關(guān)于多重繼承的虛函數(shù)表訪問(wèn)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;
}