C++ 虚函数表 多重继承
上次研究的是单继承的情况，这次研究多重继承下的虚函数表的排列情况。
这次A，A1,A2,B这几个类的继承关系如下图：
测试代码如下：
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
virtual void fun1()
{
cout<<"A::fun1"<<endl;
}
virtual void fun2()
{
cout<<"A::fun2"<<endl;
}
virtual void fun3()
{
cout<<"A::fun3"<<endl;
}
};
class A1:public A
{
public:
virtual void fun1()
{
cout<<"A1::fun1"<<endl;
}
};
class A2:public A
{
public:
virtual void fun2()
{
cout<<"A2::fun2"<<endl;
}
virtual void fun3()
{
cout<<"A2::fun3"<<endl;
}
};
class B :public A1,public A2
{
public:
virtual void fun4()
{
cout<<"B::fun4"<<endl;
}
};
typedef void (*Fun)(void);
int main(int argc, char* argv[])
{
A1 a1;
cout<<"A1虚函数表的地址为:"<<(int *)(&a1)<<endl;
cout<<"A1第一个虚函数的地址为:"<<(int *) *(int *)(&a1)<<endl;
Fun fun1,fun2,fun3,fun4;
fun1=( Fun) ( *(int *) *(int *)(&a1));
fun1();
fun2=(Fun) (* ((int *) *(int *)(&a1)+1));
fun2();
fun3=(Fun) (* ((int *) *(int *)(&a1)+2));
fun3();
A2 a2;
cout<<"A2虚函数表的地址为:"<<(int *)(&a2)<<endl;
cout<<"A2第一个虚函数的地址为:"<<(int *) *(int *)(&a2)<<endl;
fun1=( Fun) ( *(int *) *(int *)(&a2));
fun1();
fun2=(Fun) (* ((int *) *(int *)(&a2)+1));
fun2();
fun3=(Fun) (* ((int *) *(int *)(&a2)+2));
fun3();
B b;
cout<<"B的第一个虚函数表的地址为:"<<(int *)(&b)<<endl;
cout<<"B的第一个虚函数表的第一个虚函数的地址为:"<<(int *) *(int *)(&b)<<endl;
fun1=( Fun) ( *(int *) *(int *)(&b));
fun1();
fun2=(Fun) (* ((int *) *(int *)(&b)+1));
fun2();
fun3=(Fun) (* ((int *) *(int *)(&b)+2));
fun3();
fun4=(Fun) (* ((int *) *(int *)(&b)+3));
fun4();
cout<<"B的第二个虚函数表的地址为:"<<(int *)(&b)+1<<endl;
cout<<"B的第二个虚函数表的第一个虚函数的地址为:"<<(int *) *((int *)(&b)+1)<<endl;
fun1=( Fun) ( *(int *) *((int *)(&b)+1));
fun1();
fun2=(Fun) (* ((int *) *((int *)(&b)+1)+1));
fun2();
fun3=(Fun) (* ((int *) *((int *)(&b)+1)+2));
fun3();
return 0;
}
运行结果：
A1虚函数表的地址为:0xbfb2e9ec A1第一个虚函数的地址为:0x8048ff0 A1::fun1 A::fun2 A::fun3 A2虚函数表的地址为:0xbfb2e9d8 A2第一个虚函数的地址为:0x8048fd8 A::fun1 A2::fun2 A2::fun3 B的第一个虚函数表的地址为:0xbfb2e9d0 B的第一个虚函数表的第一个虚函数的地址为:0x8048fa8 A1::fun1 A::fun2 A::fun3 B::fun4 B的第二个虚函数表的地址为:0xbfb2e9d4 B的第二个虚函数表的第一个虚函数的地址为:0x8048fc0 A::fun1 A2::fun2 A2::fun3
具体说下B的情况，b分别从A1,A2继承了两个虚函数表，这两个虚函数表也是在对象的开始按照顺序开始排列，先是A1的虚函数表，然后是A2的虚函数表。
B的第一个虚函数表：(int *)(&b)
B的第一个虚函数表的第一个元素fun1= * ((int *) * (int *)(&b))
B的第一个虚函数表的第二个元素fun2= * ((int *) * (int *)(&b)+1)
......
B的第二个虚函数表：(int *)(&b)+1
B的第二个虚函数表的第一个元素 fun1= * ((int *) *((int *)(&b)+1)+0)
B的第二个虚函数表的第二个元素 fun2= * ((int *) *((int *)(&b)+1)+1)
结果画成虚函数表如下：
A的虚函数表图：
A1的虚函数表图：
A2的虚函数表图：
B的虚函数表图：
结论：
多重继承会有多个虚函数表，几重继承，就会有几个虚函数表。这些表按照派生的顺序依次排列，如果子类改写了父类的虚函数，那么就会用子类自己的虚函数覆盖虚函数表的相应的位置，如果子类有新的虚函数，那么就添加到第一个虚函数表的末尾。
注意：这里由于类A1和A2都只有指向虚函数表的指针，所以对于类B而言，这两个指针连续。如果A1有个成员的为int类型，则B的第二个虚函数表：(int *)(&b)+2，例如：
#include<iostream>
using namespace std;
class Base1
{
public:
Base1(int num):num_1(num){}
virtual void foo1() { cout << "Base1:: foo1" << num_1 << endl;}
virtual void foo2() { cout << "Base1:: foo2" << num_1 << endl;}
virtual void foo3() { cout << "Base1:: foo3" << num_1 << endl;}
private:
int num_1;
};
class Base2
{
public:
Base2(int num):num_2(num){}
virtual void foo1() { cout << "Base2:: foo1" << num_2 << endl;}
virtual void foo2() { cout << "Base2:: foo2" << num_2 << endl;}
virtual void foo3() { cout << "Base2:: foo3" << num_2 << endl;}
private:
int num_2;
};
class Base3
{
public:
Base3(int num):num_3(num){}
virtual void foo1() { cout << "Base3:: foo1" << num_3 << endl;}
virtual void foo2() { cout << "Base3:: foo2" << num_3 << endl;}
virtual void foo3() { cout << "Base3:: foo3" << num_3 << endl;}
private:
int num_3;
};
class Derived1:public Base1
{
public:
Derived1(int num):Base1(num){}
virtual void faa1(){ cout << "Dervied1::faa1" <<endl;}
virtual void faa2() { cout << "Dervied1::faa2" <<endl;}
};
class Derived2:public Base1
{
public:
Derived2(int num):Base1(num){}
virtual void foo2(){ cout << "Dervied2::foo2" << endl;}
virtual void fbb2(){ cout << "Dervied2::fbb2" << endl;}
virtual void fbb3(){ cout << "Dervied2::fbb3" << endl;}
};
class Derived3:public Base1,public Base2,public Base3
{
public:
Derived3(int num_1,int num_2,int num_3):
Base1(num_1),Base2(num_2),Base3(num_3){}
virtual void fcc1(){ cout << "Dervied3::fcc1" << endl;}
virtual void fcc2(){ cout << "Dervied3::fcc2" << endl;}
};
class Dervied4:public Base1,public Base2,public Base3
{
public:
Dervied4(int num_1,int num_2,int num_3):
Base1(num_1),Base2(num_2),Base3(num_3){}
virtual void foo1(){ cout << "Dervied4::foo1" << endl;}
virtual void fdd(){ cout << "Dervied4::fdd" << endl;}
};
typedef void (*Fun)(void);
int main()
{
Base1* pBase1 = NULL;
Base2* pBase2 = NULL;
Base3* pBase3 = NULL;
Fun pFun;
cout << "--------------------------------" << endl;
Derived1 d1(1);
pBase1 = &d1;
pBase1->foo1();
cout << "------------Derived1----------------" << endl;
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d1)+0);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d1)+1);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d1)+2);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d1)+3);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d1)+4);
pFun();
cout << "--------------------------------" << endl;
Derived2 d2(2);
pBase1 = &d2;
pBase1->foo2();
cout << "------------Derived2----------------" << endl;
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d2)+0);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d2)+1);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d2)+2);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d2)+3);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d2)+4);
pFun();
cout << "--------------------------------" << endl;
Derived3 d3(1,2,3);
pBase1 = &d3;
pBase2 = &d3;
pBase3 = &d3;
pBase1->foo1();
pBase2->foo1();
pBase3->foo1();
cout << "------------Derived3----------------" << endl;
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d3)+0);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d3)+1);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d3)+2);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d3)+3);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d3)+4);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*((int*)(&d3)+2)+0); // Base1 有一个int 类型的成员变量
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*((int*)(&d3)+2)+1);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*((int*)(&d3)+2)+2);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*((int*)(&d3)+4)+0); // Base2 有一个int 类型的成员变量
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*((int*)(&d3)+4)+1);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*((int*)(&d3)+4)+2);
pFun();
cout << "--------------------------------" << endl;
Dervied4 d4(1,2,3);
pBase1 = &d4;
pBase2 = &d4;
pBase3 = &d4;
pBase1->foo1();
pBase2->foo1();
pBase3->foo1();
cout << "------------Derived4----------------" << endl;
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d4)+0);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d4)+1);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d4)+2);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d4)+3);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*((int*)(&d4)+2)+0); // Base1 有一个int 类型的成员变量
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*((int*)(&d4)+2)+1);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*((int*)(&d4)+2)+2);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*((int*)(&d4)+4)+0); // Base1 有一个int 类型的成员变量
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*((int*)(&d4)+4)+1);
pFun();
pFun = (Fun)*((int*)*((int*)(&d4)+4)+2);
pFun();
return 0;
}运行结果：
-------------------------------- Base1:: foo11 ------------Derived1---------------- Base1:: foo110843488 Base1:: foo210843488 Base1:: foo310843488 Dervied1::faa1 Dervied1::faa2 -------------------------------- Dervied2::foo2 ------------Derived2---------------- Base1:: foo110843488 Dervied2::foo2 Base1:: foo310843488 Dervied2::fbb2 Dervied2::fbb3 -------------------------------- Base1:: foo11 Base2:: foo12 Base3:: foo13 ------------Derived3---------------- Base1:: foo110843488 Base1:: foo210843488 Base1:: foo310843488 Dervied3::fcc1 Dervied3::fcc2 Base2:: foo110843488 Base2:: foo210843488 Base2:: foo310843488 Base3:: foo110843488 Base3:: foo210843488 Base3:: foo310843488 -------------------------------- Dervied4::foo1 Dervied4::foo1 Dervied4::foo1 ------------Derived4---------------- Dervied4::foo1 Base1:: foo210843488 Base1:: foo310843488 Dervied4::fdd Dervied4::foo1 Base2:: foo20 Base2:: foo30 Dervied4::foo1 Base3:: foo20 Base3:: foo30
