4. 实现运行时多态的最关键一步
在造构函数里面设置好的vtable的值,显然,同一类型所有对象内的vtable值都是一样的,并且永远不会改变。下面是main函数生成的汇编代码,它展示了C++如何利用vtable来实现运行时多态。
.globl main .type main, @function main: .LFB3: .cfi_startproc .cfi_personality 0x0,__gxx_personality_v0 pushl %ebp .cfi_def_cfa_offset 8 movl %esp, %ebp .cfi_offset 5, -8 .cfi_def_cfa_register 5 andl $-16, %esp subl $32, %esp leal 24(%esp), %eax movl %eax, (%esp) call _ZN6DeriveC1Ev leal 24(%esp), %eax movl %eax, 28(%esp) movl 28(%esp), %eax movl (%eax), %eax movl (%eax), %edx movl 28(%esp), %eax movl %eax, (%esp) call *%edx movl $0, %eax leave ret .cfi_endproc andl $-16, %esp subl $32, %esp |
这两句是为局部变量d和bp在堆栈上分配空间,也即如下的语句:
Derive d;
Base *pb;
leal 24(%esp), %eax
movl %eax, (%esp)
call _ZN6DeriveC1Ev
esp+24是变量d的首地址,先将它压到堆栈上,然后调用d的构造函数,相应翻译成C语言则如下:
Derive::Dervice(&d);
leal 24(%esp), %eax
movl %eax, 28(%esp)
这里其实是将&d的值赋给pb,也即:
pb = &d;
最关键的代码是下面这一段:
movl 28(%esp), %eax
movl (%eax), %eax
movl (%eax), %edx
movl 28(%esp), %eax
movl %eax, (%esp)
call *%edx
翻译成C语言也就传神的那句:
pb->vtable[0](bp);
编译器会记住f虚函数放在vtable的第0项,这是编译时信息。
5. 小结
这里省略了很多关于编译器和C++的细枝未节,是出于讨论方便用的需要。从上面的编译代码可以看到以下信息:
1.每个类都有各有的vtable结构,编译会正确填写它们的虚函数表
2. 对象在构造函数时,设置vtable值为该类的虚函数表
3.在指针或者引用时调用虚函数,是通过object->vtable加上虚函数的offset来实现的。
当然这仅仅是g++的实现方式,它和VC++的略有不同,但原理是一样的。