c++ - 找出 vptr 字段

Question

我有几个类(class)，我试图了解 vptr 和 vtable 在这种情况下是如何工作的。

class RGB {
short value[3];
};

class AbstractImage{
    protected:
        int n_pixels;
    public:
        virtual void show() = 0;
        virtual AbstractImage* getMe() = 0;
        virtual ∼AbstractImage() {};
};

template <typename T> class Image: public AbstractImage {
    T* data;

    public:
    Image<T>(int n) { n_pixles=n; data=new T[n_pixles];}
    virtual ∼Image<T>() { delete[] data; }
    Image<T>(const Image<T>& rhs) {
        n_pixels = rhs.n_pixels;
        data = new T[n_pixels];
        copyData(rhs);
    }
    Image<T>& operator=(const Image<T>& rhs) {
        n_pixels = rhs.n_pixels;
        delete[] data;
        data = new T[n_pixels];
        copyData(rhs);
        return *this;
    }

    virtual void show() {/*some code*/}
    virtual Image<T>* getMe() {return this;}

    private:
    void copyData(const Image<T>& rhs) {
        for(int i=0l i<n_pixels;i++) {
            data[i] = rhs.data[i];
        }
    }
};

typedef class Image<RGB> ColorImage;
typedef class Image<short> BWImage;

在运行以下实现后，我试图弄清楚堆栈和堆应该如何:

int main() {
    AbstractImage* A = new ColorImage(4);
    ColorImage B = colorImage(4);
    A->show();
}

根据我的理解，创建了 2 个 vptr:

1. B::vpointer - 在堆栈上
2. A::vpointer - 在堆上

它们是否具有相同的值？ (包含相同的地址？)这里有多少个虚表？

Answer 1

首先，重要的是要知道 C++ 标准不了解栈、堆和 vptr。所以这里能说的一切都取决于实现。

我们可以从标准中推断出什么？

您的代码创建了 2 ColorImage对象:

• 自由存储中的一个对象，具有动态存储持续时间(在您的术语中称为“堆”)，并且哪个指针存储在 A 中
• 自动持续时间的本地对象(在您的术语中也称为“堆栈”)
• 这是两个不同的对象

实现相关信息

两个对象具有相同的具体类型，即使两者之一是通过指向其基类的指针访问的。

这两个对象可能在它们的内存位置某处有一个 vptr指向与其具体(真实)类型对应的虚拟表。大多数编译器使用一个 vptr每个具体类类型。因此 vptr可能会指向同一个虚拟表。

我希望 AbstractImage 有一个虚拟表(它至少有一个虚函数成员)，每个实例化的虚表Image<X> (即 Image<RGB> 和 Image<short> 一个。ColorImage 和 BWImage 只是同义词。但是如上所述，这只是假设，因为只要遵守标准，就允许编译器以不同的方式实现它。

附加信息:

• Storage Layout of Polymorphic Objects : 关于单继承情况下的 vptr 和 vptr 布局的文章
• Multiple Inheritance Considered Useful : 关于内存布局的文章 vptr在单继承和多继承的情况下。