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当前位置:首页 >> C++技术资料 >> C++对象布局及多态之虚成员函数调用

C++对象布局及多态之虚成员函数调用 -

  在构造函数中调用虚成员函数,虽然这是个不很常用的技术,但研究一下可以加深对虚函数机制及对象构造过程的理解。这个问题也和一般直观上的认识有所差异。先看看下面的两个类定义。

struct C180
{
 C180() {
  foo();
  this->foo();
 }
 virtual foo() {
  cout < lt; "< lt; C180.foo this: " < lt; this < lt; " vtadr: " < lt; *(void**)this < lt; endl;
 }
};
struct C190 : public C180
{
 C190() {}
 virtual foo() {
  cout < lt; "< lt; C190.foo this: " < lt; this < lt; " vtadr: " < lt; *(void**)this < lt; endl;
 }
};
  父类中有一个虚函数,并且父类在它的构造函数中调用了这个虚函数,调用时它采用了两种方法一种是直接调用,一种是通过this指针调用。同时子类又重写了这个虚函数。

  我们可以来预测一下如果构造一个C190的对象会发生什么情况。

  我们知道,在构造一个对象时,首先会按对象的大小得到一块内存(在heap上或在stack上),然后会把指向这块内存的指针做为this指针来调用类的构造函数,对这块内存进行初始化。如果对象有父类就会先调用父类的构造函数(并依次递归),如果有多个父类(多重继承)会依次对父类的构造函数进行调用,并会适当的调整this指针的位置。在调用完所有的父类的构造函数后,再执行自己的代码。

  照上面的分析构造C190时也会调用C180的构造函数,这时在C180构造函数中的第一个foo调用为静态绑定,会调用到C180::foo()函数。第二个foo调用是通过指针调用的,这时多态行为会发生,应该调用的是C190::foo()函数。

  执行如下代码:

C190 obj;
obj.foo();
  结果为:

< lt; C180.foo this: 0012F7A4 vtadr: 0045C404
< lt; C180.foo this: 0012F7A4 vtadr: 0045C404
< lt; C190.foo this: 0012F7A4 vtadr: 0045C400
  和我们的分析大相径庭。前2行是构造C190时的输出,后1行是我们用静态绑定方式调用的C190::foo()函数。第2行的输出说明多态行为并没有象预期的那样发生。而且比较输出的最后一列,发现在调用C180的构造函数时对象对应的虚表和构造后对象对应的虚表不是同一个。其实这正是奥秘的所在。

  为此我查了一下C++标准规范。在12.7.3条中有明确的规定。这是一种特例,在这种情况下,即在构造子类时调用父类的构造函数,而父类的构造函数中又调用了虚成员函数,这个虚成员函数即使被子类重写,也不允许发生多态的行为。即,这时必须要调用父类的虚函数,而不子类重写后的虚函数。

  我想这样做的原因是因为在调用父类的构造函数时,对象中属于子类部分的成员变量是肯定还没有初始化的,因为子类构造函数中的代码还没有被执行。如果这时允许多态的行为,即通过父类的构造函数调用到了子类的虚函数,而这个虚函数要访问属于子类的数据成员时就有可能出错。

  我们看看VC7.1生成的汇编代码就可以很容易的理解这个行为了。

  这是C190的构造函数:

01 00426FE0 push e 
02 00426FE1 mov e ,e 
03 00426FE3 sub e ,0CCh
04 00426FE9 push ebx
05 00426FEA push esi
06 00426FEB push edi
07 00426FEC push ecx
08 00426FED lea edi,[e +FFFFFF34h]
09 00426FF3 mov ecx,33h
10 00426FF8 mov eax,0CCCCCCCCh
11 00426FFD rep stos dword ptr [edi]
12 00426FFF pop ecx
13 00427000 mov dword ptr [e -8],ecx
14 00427003 mov ecx,dword ptr [e -8]
15 00427006 call 0041D451
16 0042700B mov eax,dword ptr [e -8]
17 0042700E mov dword ptr [eax],45C400h
18 00427014 mov eax,dword ptr [e -8]
19 00427017 pop edi
20 00427018 pop esi
21 00427019 pop ebx
22 0042701A add e ,0CCh
23 00427020 cmp e ,e 
24 00427022 call 0041DDF2
25 00427027 mov e ,e 
26 00427029 pop e 
27 0042702A ret


 

 



 

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