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  • 虚表

    2019-10-24 16:20:37
    对于有虚函数的类,编译器都会为它生成一个虚表,表中每一个元素都指向了一个虚函数的地址(虚表从属于类),编译器会为包含虚函数的类加上一个成员变量,是一个指向虚函数表的指针,因此虚表指针是一个成员属性,也...

    虚表(虚函数表)

            C++中,一个类存在虚函数,那么编译器就会为这个类生成一个虚函数表,在虚函数表里存放的是这个类所有虚函数的地址(虚表从属于类)。编译器会为包含虚函数的类加上一个成员变量,该成员变量是一个指向虚函数表的指针,因此虚表指针是一个成员属性,也就是说,如果一个类含有虚表,那么类的每个对象都含有虚表指针。当生成类对象的时候,编译器会自动的将类对象的前四个字节设置为虚表的地址(不一定哦,但是大部分是),而这四个字节就可以看作是一个指向虚函数表的指针。

            虚函数表属于类,类的所有对象共享这个类的虚函数表
            虚函数表存储在只读数据段(.rodata),也就是说虚函数表在编译阶段就已经形成了,虚函数表指针是在构造函数中赋值的。
    注意
            1) 派生类对象有两部分组成,一部分是从父类中继承到的成员(包括虚表指针),另一部分就是子类自己的成员
            3) 虚函数表本质是一个存放虚函数指针的指针数组,这个数组最后面放了一个nullptr
            4) 派生类的虚表的生成:a.先将基类中的虚表内容拷贝一份到派生类虚表中 b.如果派生类重写了基类中的某个虚函数,用派生类自己的虚函数覆盖虚表中的基类的虚函数 c.派生类自己新增的虚函数按其在派生类中的声明次序依次增加到派生类虚表的最后
            5) 虚表存的是虚函数指针,不是虚函数,虚函数和普通函数一样都是存在于代码段中的,只是它的指针又存到了虚表中。对象中存的不是虚表,存的是虚表的指针。虚表也是存在于数据段的。
            6) 满足多态的的函数调用是在运行时确定的(从对象中找到函数地址),而不满足多态的函数调用是编译时确定好的
            7) 多继承派生类的未重写的虚函数放在第一个继承基类部分的虚函数表

    动态绑定和静态绑定

            1) 静态绑定又称为前期绑定(早绑定),在程序编译期间确定了程序的行为,也称为静态多态,例如函数重载
            2) 动态绑定又称为后期绑定(晚绑定),是程序运行期间,根据具体拿到的类型确定程序的具体行为,调用具体的函数,也称为动态多态

    单继承的无重写虚函数

    那么派生类将会把自己的虚函数加入到基类虚表中,按照声明次序依次加入

    单继承的有重写虚函数

    派生类将其重写的函数地址覆盖到虚表指定的位置上

    无重写的单继承的虚拟继承

    基类打印自己得虚函数,派生类只打印自己的,并不会打印基类的。
    派生类对象结构为派生类虚函数指针、虚基类指针、派生类成员变量、基类虚函数指针、基类的成员变量
    在这里插入图片描述
    这里我们看到了虚基类指针其实就是指向当前位置与基类的偏移量

    // 如果你想打印基类的方法
    #include<iostream>
    using namespace std;
    class Base
    {
    public:
    	Base()
    	{
    		b = 10;
    	}
    	virtual void fun0()
    	{
    		cout << "Base::fun0()" << endl;
    	}
    	virtual void fun1()
    	{
    		cout << "Base::fun1()" << endl;
    	}
    	virtual void fun2()
    	{
    		cout << "Base::fun2()" << endl;
    	}
    	int b;
    };
    class Derived :virtual public Base
    {
    public:
    	Derived()
    	{
    		d = 20;
    	}
    	virtual void fun3()
    	{
    		cout << "Derived::fun3()" << endl;
    	}
    	virtual void fun4()
    	{
    		cout << "Derived::fun4()" << endl;
    	}
    	virtual void fun5()
    	{
    		cout << "Derived::fun5()" << endl;
    	}
    	int d;
    };
    typedef void(*vpf)();
    void Printvpf()
    {
    	Base b;
    	Derived d;
    	//Base* p = &d;
    	cout << "Base::vpf" << endl;
    	vpf* n = (vpf*)*(int *)(&b);
    	while (*n)
    	{
    		(*n)();
    		n++;
    	}
    	cout << "Derived::vpf" << endl;
    	vpf* pn = (vpf*)*(int *)(&d);
    	while (*pn)
    	{
    		(*pn)();
    		pn++;
    	}
    	cout << "Derived::Base vpf" << endl;
    	vpf* pp = (vpf*)(*(int *)((char *)(&d) + 12));
    	while (*pp)
    	{
    		(*pp)();
    		pp++;
    	}
    	cout << sizeof(Base) << endl;
    	cout << *((int *)(*(int*)((int*)(&d) + 1)) + 1) << endl;
    	cout << sizeof(Derived) << endl;
    }
    int main()
    {
    	Printvpf();
    	system("pause");
    	return 0;
    }
    
    

    单继承的虚拟继承的有重写的虚表

    基类只打印自己的,派生类将重写的不打印,只打印自己的
    基类大小不变,派生类的大小和无重写几乎一样,不过多了一个用于区分对象的0,这个0加进了派生类数据成员和指向基类虚表的指针之间
    在这里插入图片描述

    #include<iostream>
    using namespace std;
    class Base
    {
    public:
    	Base()
    	{
    		b = 10;
    	}
    	virtual void fun0()
    	{
    		cout << "Base::fun0()" << endl;
    	}
    	virtual void fun1()
    	{
    		cout << "Base::fun1()" << endl;
    	}
    	virtual void fun2()
    	{
    		cout << "Base::fun2()" << endl;
    	}
    	int b;
    };
    class Derived :virtual public Base
    {
    public:
    	Derived()
    	{
    		d = 20;
    	}
    	virtual void fun0()
    	{
    		cout << "Derived::fun0()" << endl;
    	}
    	virtual void fun1()
    	{
    		cout << "Derived::fun1()" << endl;
    	}
    	virtual void fun5()
    	{
    		cout << "Derived::fun5()" << endl;
    	}
    	int d;
    };
    typedef void(*vpf)();
    void Printvpf()
    {
    	Base b;
    	Derived d;
    	//Base* p = &d;
    	cout << "Base::vpf" << endl;
    	vpf* n = (vpf*)*(int *)(&b);
    	while (*n)
    	{
    		(*n)();
    		n++;
    	}
    	cout << "Derived::vpf" << endl;
    	vpf* pn = (vpf*)*(int *)(&d);
    	while (*pn)
    	{
    		(*pn)();
    		pn++;
    	}
    	cout << sizeof(Base) << endl;
    	cout << sizeof(Derived) << endl;
    }
    int main()
    {
    	Printvpf();
    	system("pause");
    	return 0;
    }
    
    展开全文
  • Oracle虚表

    2021-05-06 10:24:33
    文章目录一、测试dual虚表1、dual虚表的结构2、查询dual虚表中的记录3、对dual虚表做增、删、改操作二、dual虚表的用途1、执行Oracle的函数2、获取序列生成器的值   Oracle数据库中存在一个特别的表dual,它是一个...

      Oracle数据库中存在一个特别的表dual,它是一个虚拟表,用来构成select的语法规则。Oracle对dual虚表的操作做了一些特别的处理,保证dual表里面永远只有一条记录。dual虚表存在给程序员带来了一些方便。

    一、测试dual虚表

      dual虚表只有一个字段,有一条记录。

    1、dual虚表的结构

    在这里插入图片描述

    2、查询dual虚表中的记录

    里面只有这一条 dummy=X 的记录。
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    3、对dual虚表做增、删、改操作

    普通用户对dual虚表只有查询权限,没有增、删、改的权限。DBA对dual虚表有全部的权限,但是,我不建议采用DBA对dual虚表进行操作,没什么意义,大家可以玩玩,但是,某些操作(删除表)可能造成数据库无法启动,请慎重,一定不能在生产环境中折腾。

    在这里插入图片描述

    二、dual虚表的用途

    利用dual虚表可以调用Oracle的函数和获取序列生成器的值,虽然还可以用来做一些其它的事情,比如说计算,但是对程序员来说利用dual虚表做计算毫无意义。

    1、执行Oracle的函数

    1)查看当前登录用户。

    在这里插入图片描述

    2、获取数据库的日期时间

    在这里插入图片描述
      Oracle时间函数的详解文章链接:https://www.cnblogs.com/purple5252/p/12938068.html

    3、获取终端名

    在这里插入图片描述

    4、获取一个随机数
    在这里插入图片描述

    2、获取序列生成器的值

    create sequence SEQ_FREECPLUS;         -- 创建序列生成器SEQ_FREECPLUS。
    select SEQ_FREECPLUS.nextval from dual;  -- 从序列SEQ_FREECPLUS获取下一个值。
    select SEQ_FREECPLUS.currval from dual;  -- 从序列SEQ_FREECPLUS获取当前值。
    
    展开全文
  • 每个包含了虚函数的类都包含一个虚表。 当类A继承类B时,类A会继承类B的函数调用权。所以如果基类包含虚函数,那么继承类也可调用这些虚函数 即:继承类B继承了包含虚函数的基类A,那么这个继承类B也拥有自己的虚表...

    1. 虚函数表

    1.1 概述

    虚函数表是为了实现C++的多态,即:动态绑定。
    如何利用虚函数表实现动态绑定?

    1.2 虚函数表

    每个包含了虚函数的类都包含一个虚表。
    当类A继承类B时,类A会继承类B的函数调用权。所以如果基类包含虚函数,那么继承类也可调用这些虚函数
    即:继承类B继承了包含虚函数的基类A,那么这个继承类B也拥有自己的虚表。
    虚函数表举例说明:

    class A {
    public:
        virtual void vfunc1();
        virtual void vfunc2();
        void func1();
        void func2();
    private:
        int m_data1, m_data2;
    };
    

    类A包含虚函数vfunc1,vfunc2,故类A拥有一个虚表,虚表如下:
    在这里插入图片描述
    虚表是一个指针数组,其元素是虚函数的指针,每个元素对应一个虚函数的函数指针。普通函数调用不需要经过虚表,所以虚表的元素并不包括普通函数的函数指针。
    虚表内的条目,即虚函数指针的赋值发生在编译器的编译阶段,也就是说在代码的编译阶段,虚表就可以构造出来了。

    2. 虚表指针

    虚表是属于类的,同一个类的所有对象都使用同一个虚表
    为了指定对象的虚表,对象内部包含一个虚表的指针,来指向自己所使用的虚表。为了让每个包含虚表的类的对象都拥有一个虚表指针,编译器在类中添加了一个指针,*__vptr,用来指向虚表。这样,当类的对象在创建时便拥有了这个指针,且这个指针的值会自动被设置为指向类的虚表。
    注:没有对象创建之前,类没有虚函数表。

    3. 动态绑定(重点)

    通过代码来说明:

    class A {
    public:
        virtual void vfunc1();
        virtual void vfunc2();
        void func1();
        void func2();
    private:
        int m_data1, m_data2;
    };
     
    class B : public A {
    public:
        virtual void vfunc1();//多态,虚函数重写,函数名、参数、返回值都相同
        void func1();
    private:
        int m_data3;
    };
     
    class C: public B {
    public:
        virtual void vfunc2();
        void func2();
    private:
        int m_data1, m_data4;
    };
    

    类A是基类,类B继承类A,类C又继承类B。类A,类B,类C,其对象模型如下图所示。
    在这里插入图片描述
    说明:
    类A、B、C都有虚函数,所以编译器为每个类都创建了一个虚表,即类A的虚表(A vtbl),类B的虚表(B vtbl),类C的虚表(C vtbl)。类A,类B,类C的对象都拥有一个虚表指针,*__vptr,用来指向自己所属类的虚表。
    类A包括两个虚函数,故A vtbl包含两个指针,分别指向A::vfunc1()和A::vfunc2()。
    类B继承于类A,故类B可以调用类A的函数,但由于类B重写了B::vfunc1()函数,故B vtbl的两个指针分别指向B::vfunc1()和A::vfunc2()。
    类C继承于类B,故类C可以调用类B的函数,但由于类C重写了C::vfunc2()函数,故C vtbl的两个指针分别指向B::vfunc1()(指向继承的最近的一个类的函数)和C::vfunc2()。
    接下来重点讲如何实现动态绑定:

    int main() 
    {
        B bObject;
        A *p = & bObject; 
        p->vfunc1();
    }
    

    首先,按照上述说明,编译器会为每个有虚函数的类(A、B、C)都创建一个虚函数表,每个类的对象有一个隐含指针指向它对应的类的虚函数表
    然后,定义类B的一个对象bObject,它包含一个虚表指针,指向类B的虚表;
    之后,声明一个类A的指针p来指向bObject,基类指针被赋值为派生类对象的地址。由于p是基类的指针,只能指向基类的部分。(即:通过p只可以访问bObject的基类部分,本身部分不能访问)。但是虚表指针亦属于基类部分,所以p可以访问到对象bObject的虚表指针。bObject的虚表指针指向类B的虚表,所以p可以访问到B vtbl
    补充内容:指针类型决定了指针指向的内存的大小,此时指针类型为基类指针,所以其内存空间只有基类部分的大小,发生派生类指针赋值给基类指针时,会把派生类的多余部分”舍弃掉“。
    (这部分可以结合C语言实现类的封装继承多态理解)
    最后,程序在执行p->vfunc1()时,会发现p是个指针,且调用的函数是虚函数,则:
    ① 根据虚表指针p->__vptr来访问对象bObject对应的虚表。虽然指针p是基类A类型,但是__vptr也是基类的一部分,所以可以通过p->__vptr可以访问到对象对应的虚表。
    ② 在虚表中查找所调用的函数对应的条目。由于虚表在编译阶段就可以构造出来了,所以可以根据所调用的函数定位到虚表中的对应条目。对于 p->vfunc1()的调用,B vtbl的第一项即是vfunc1对应的条目。
    ③ 根据虚表中找到的函数指针,调用函数。从图3可以看到,B vtbl的第一项指向B::vfunc1(),所以 p->vfunc1()实质会调用B::vfunc1()函数。

    总结:为什么叫动态绑定呢?
    普通函数的调用在编译阶段就可以确定下来了,称之为静态绑定;
    经过虚表调用虚函数的过程称为动态绑定,其表现出来的现象称为运行时多态;
    那么,什么时候会执行函数的动态绑定?有三个条件:
    通过指针来调用函数
    ② 指针upcast向上转型(派生类向基类的转换称为upcast)
    ③ 调用的是虚函数

    转载自:https://blog.csdn.net/primeprime/article/details/80776625

    展开全文
  • 多态是C++语言中最重要的特性之一,而虚表以及虚函数是实现多态的重要手段。许多C++语言的教材对于虚函数的使用以及调用机制有着详细的阐述,但是对于虚表的一些细节内容阐述却并不是很深,对于虚表我们可能会有很多...
  • 易语言虚表列表框源码,虚表列表框,虚表自绘函数,虚表绘制表项,画文本W,画背景色,取项目文本W,读内存,到十六I32_W,虚表置项目总数,虚表插入列_W,A2U,WndRoc,控件函数,RtlMoveMemory_DRAWITEMSTRUCT,DrawTextW,...
  • 虚函数、虚表在没有实例的情况下是无法从语法层面进行访问的。 那么其到底有没有生成呢? #include<iostream> using namespace std; class A { private: int x; long long xy; int y; public: virtual ...

    接上文。
    虚函数、虚表在没有实例的情况下是无法从语法层面进行访问的。
    那么其到底有没有生成呢?

    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    class A
    {
    private:
        int x;
        long long xy;
        int y;
    
    public:
        virtual void f1(void)
        {
            cout<<"A::f1"<<endl;
        }
        virtual void f2(void)
        {
            cout<<"A::f2"<<endl;
        }
    };
    class B
    {
    private:
        int x;
        long long xy;
        int y;
    
    public:
        virtual void f1(void)
        {
            cout<<"B::f1"<<endl;
        }
        virtual void f2(void)
        {
            cout<<"B::f2"<<endl;
        }
    };
    class C
    {
    private:
        int x;
        long long xy;
        int y;
    
    public:
        virtual void f1(void)
        {
            cout<<"C::f1"<<endl;
        }
        virtual void f2(void)
        {
            cout<<"C::f2"<<endl;
        }
    };
    class D
    {
    private:
        int x;
        long long xy;
        int y;
    
    public:
        virtual void f1(void)
        {
            cout<<"D::f1"<<endl;
        }
        virtual void f2(void)
        {
            cout<<"D::f2"<<endl;
        }
    };
    
    void normal_func1(){};
    void normal_func2(){};
    void normal_func3(){};
    
    
    int global_int = 0;
    int global_uni;
    
    int main()
    {
        static int static_int = 0;
    
        cout<<"(long*)normal_func1   "<<(long*)(normal_func1)<<endl;
        cout<<"(long*)normal_func2   "<<(long*)(normal_func2)<<endl;
        cout<<"(long*)normal_func3   "<<(long*)(normal_func3)<<endl;
    
        cout<<"(long*)(&global_int)  "<<(long*)(&global_int)<<endl;
        cout<<"(long*)(&static_int)  "<<(long*)(&static_int)<<endl;
        cout<<"(long*)(&global_uni)  "<<(long*)(&global_uni)<<endl;
        cout<<"global_uni            "<<         global_uni<<endl;
    
        B virtual_instance1;
        A virtual_instance0;
        D virtual_instance3;
    
        cout<<endl<<endl<<"虚函数相关: "<<endl<<endl;
    
        cout << "(long*)(&virtual_instance0)             " << (long*)(&virtual_instance0) << endl;
        cout << "(long*)(&virtual_instance1)             " << (long*)(&virtual_instance1) << endl;
        cout << "(long*)(&virtual_instance3)             " << (long*)(&virtual_instance3) << endl;
        cout << "(long*)*(long*)(&virtual_instance0)     " << (long*)*(long*)(&virtual_instance0) << endl;
        cout << "(long*)*(long*)(&virtual_instance1)     " << (long*)*(long*)(&virtual_instance1) << endl;
        cout << "(long*)*(long*)(&virtual_instance3)     " << (long*)*(long*)(&virtual_instance3) << endl;
        cout << "*(long*)*(long*)(&virtual_instance0)    " << hex<<"0x"<<*(long*)*(long*)(&virtual_instance0) << endl;
        cout << "*(long*)*(long*)(&virtual_instance1)    " << hex<<"0x"<<*(long*)*(long*)(&virtual_instance1) << endl;
        cout << "*(long*)*(long*)(&virtual_instance3)    " << hex<<"0x"<<*(long*)*(long*)(&virtual_instance3) << endl;
    
        A virtual_instance00;
        int x = 0;
        cin>>x;
        if(x)
        {
            C *pC = new C();
    //        C *pC = (C*)new D();
        }
        cout << "(long*)(&virtual_instance00)            " << (long*)(&virtual_instance00) << endl;
        cout << "(long*)*(long*)(&virtual_instance00)    " << (long*)*(long*)(&virtual_instance00) << endl;
        cout << "*(long*)*(long*)(&virtual_instance00)   " << hex<<"0x"<<*(long*)*(long*)(&virtual_instance00) << endl;
    
        cout << "(long*)(&virtual_instance0)             " << (long*)(&virtual_instance0) << endl;
        cout << "(long*)(&virtual_instance1)             " << (long*)(&virtual_instance1) << endl;
        cout << "(long*)(&virtual_instance3)             " << (long*)(&virtual_instance3) << endl;
        cout << "(long*)*(long*)(&virtual_instance0)     " << (long*)*(long*)(&virtual_instance0) << endl;
        cout << "(long*)*(long*)(&virtual_instance1)     " << (long*)*(long*)(&virtual_instance1) << endl;
        cout << "(long*)*(long*)(&virtual_instance3)     " << (long*)*(long*)(&virtual_instance3) << endl;
        cout << "*(long*)*(long*)(&virtual_instance0)    " << hex<<"0x"<<*(long*)*(long*)(&virtual_instance0) << endl;
        cout << "*(long*)*(long*)(&virtual_instance1)    " << hex<<"0x"<<*(long*)*(long*)(&virtual_instance1) << endl;
        cout << "*(long*)*(long*)(&virtual_instance3)    " << hex<<"0x"<<*(long*)*(long*)(&virtual_instance3) << endl;
    
        typedef void(*Fun)(void);
        Fun pFunc1, pFunc2, pFunc3;
        pFunc1 = (Fun)*((long*)*(long*)(&virtual_instance0));
        pFunc1();
        pFunc2 = (Fun)*((long*)*(long*)(&virtual_instance1) + 1);
        pFunc2();
        pFunc3 = (Fun)*((long*)*(long*)(&virtual_instance3) + 1);
        pFunc3();
        return 0;
    }
    

    输出:

    (long*)normal_func1   0x55e10f66bcfa
    (long*)normal_func2   0x55e10f66bd01
    (long*)normal_func3   0x55e10f66bd08
    (long*)(&global_int)  0x55e10f86e25c
    (long*)(&static_int)  0x55e10f86e268
    (long*)(&global_uni)  0x55e10f86e260
    global_uni            0
    
    
    虚函数相关: 
    
    (long*)(&virtual_instance0)             0x7ffcaa24d2e0
    (long*)(&virtual_instance1)             0x7ffcaa24d2c0
    (long*)(&virtual_instance3)             0x7ffcaa24d300
    (long*)*(long*)(&virtual_instance0)     0x55e10f86dd18
    (long*)*(long*)(&virtual_instance1)     0x55e10f86dcf8
    (long*)*(long*)(&virtual_instance3)     0x55e10f86dcd8
    *(long*)*(long*)(&virtual_instance0)    0x55e10f66c782
    *(long*)*(long*)(&virtual_instance1)    0x55e10f66c7f2
    *(long*)*(long*)(&virtual_instance3)    0x55e10f66c862
    

    等待cin>>阻塞中。
    整理:
    在这里插入图片描述
    可以看到,A::f1()-B::f1()-D::f1()之间的地址差,有个两倍的差距。如果将代码中的

      if(x)
      {
            C *pC = new C();
    //        C *pC = (C*)new D();
      }
    

    C *pC = new C(); 删除,用下面一句,则A::f1()-B::f1()-D::f1()之间的地址差是一致的。

    结论:
    1 . 根据代码中是否出现实例化代码(不管有没有运行到这个地方),决定是否生成虚函数。
    2 . 虚表的生成顺序与类虚函数的生成顺序正好相反,猜测是编译器使用类似栈的结构,每次生成类的虚函数都会入栈(应该是按类定义的顺序?)。
    3 . 如果没有出现实例化的代码,即使有类似"C* pC;"的代码,也不会生成虚函数与虚表。
    4 . 无法修改虚表,若强行修改会出现段错误。

    新的问题:
    1 . 全局变量、局部static变量的出现顺序似乎只与其定义的顺序有关。且未初始化的全局变量、局部static变量似乎也是与其放在一块,并没有分开放置,是因为直接生成的可执行文件吗(链接库就会分开以节省空间?)?还是说有不同的实现?
    2 . Ubuntu下64位的情况下,虚表是在全局区之前、虚函数之后,虚函数是在普通函数之后;但是在windows下其地址反而是最高的,堆空间的地址好像也没有什么规律。

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