92 C++对象模型探索。数据语义学 - 指向成员函数的指针，vcall进一步学习

类指针 调用虚函数的时候，会使用 vptr 找虚函数表。

在使用 函数指针  调用成员虚函数的时候会使用到vcall。如果是vcall代码段，则vcall代码会应道编译器找出正确的虚函数表中的虚函数地址进行调用。

一 指向类成员函数的指针，类静态函数，普通全局函数

从前面的学习我们已经知道如何给 定义一个类成员函数指针了.

那么成员函数也是可以通过这种方式定义的，不过有些细节上的不同个，参见代码

class Teacher26base {
public:Teacher26base() {}void Teacher26basefun() {cout << "Teacher26basefun called" << endl;}
};class Teacher26son : public Teacher26base {
public:Teacher26son() {}void Teacher26sonfun() {cout << "Teacher26sonfun called" << endl;}int static Teacher26sonstaticfunc(string str) {cout << "Teacher26sonstaticfunc called str = " << str << endl;return 10;}
};void quanjuTeacher26() {cout << "全局quanjuTeacher26 called" << endl;
}void main() {//旧的回忆，对于全局函数的访问，可以通过定义一个函数指针类型//1.定义一个 函数指针 类型 QuanJuFuncTypetypedef void(*QuanJuFuncType)();//2.使用类型  定义 变量 func，由于是一个指针，QuanJuFuncType func = quanjuTeacher26;func();//3.直接定义一个函数指针类型void(*jutiQuanJuFunc)();jutiQuanJuFunc = &quanjuTeacher26;//jutiQuanJuFunc = quanjuTeacher26;//对于全局函数，前面加不加&都一样jutiQuanJuFunc();//4.对于类成员函数，我们可以这么干吗,是的，也可以这么干，不过前面要加上类命名空间void(Teacher26son::*jutiQuanJuFuncTeacher26son)();//4.1 但是在类成员指针的赋值的时候，一定要加上&jutiQuanJuFuncTeacher26son = &Teacher26son::Teacher26sonfun;//4.2 调用时，需要一个类对象，//注意调用的时候，是(对象.*xxx)(),这是为了和类成员函数 tea.xxx区分Teacher26son tea;(tea.*jutiQuanJuFuncTeacher26son)();//5.如果是类静态成员函数int(*staticfunc)(string tempvalue) = &Teacher26son::Teacher26sonstaticfunc;//静态成员也是一样的，不同的是，需要加上类命名空间，注意的是和 全局函数一样，前面加不加 &都可以，加不加& 是历史原因。int result = staticfunc("abc");cout << "result = " << result  << endl;}

二 指向虚成员函数的指针以及vcall进一步谈

如果要弄一个 指向类成员虚函数呢？

class Teacher26base {
public:Teacher26base() {}void Teacher26basefun() {cout << "Teacher26basefun called" << endl;}int virtual Teacher26basevirtualfunc(double dou) {cout << "Teacher26basevirtualfunc called dou = " << dou << endl;int inttemp = (int)dou;return inttemp;}int virtual Teacher26basevirtualfunc2(double dou) {cout << "Teacher26basevirtualfunc2 called dou = " << dou << endl;int inttemp = (int)dou * 2;return inttemp;}
};class Teacher26son : public Teacher26base {
public:Teacher26son() {}void Teacher26sonfun() {cout << "Teacher26sonfun called" << endl;}int static Teacher26sonstaticfunc(string str) {cout << "Teacher26sonstaticfunc called str = " << str << endl;return 10;}int virtual Teacher26basevirtualfunc(double dou) {cout << "Teacher26sonvirtualfunc called dou = " << dou << endl;int inttemp = (int)dou;return inttemp;}int virtual Teacher26basevirtualfunc2(double dou) {cout << "Teacher26sonvirtualfunc2 called dou = " << dou << endl;int inttemp = (int)dou * 2;return inttemp;}};void quanjuTeacher26() {cout << "全局quanjuTeacher26 called" << endl;
}void main() {//旧的回忆，对于全局函数的访问，可以通过定义一个函数指针类型//1.定义一个 函数指针 类型 QuanJuFuncTypetypedef void(*QuanJuFuncType)();//2.使用类型  定义 变量 func，由于是一个指针，QuanJuFuncType func = quanjuTeacher26;func();//3.直接定义一个函数指针类型void(*jutiQuanJuFunc)();jutiQuanJuFunc = &quanjuTeacher26;//jutiQuanJuFunc = quanjuTeacher26;//对于全局函数，前面加不加&都一样jutiQuanJuFunc();//对于类成员函数，我们可以这么干吗,是的，也可以这么干，不过前面要加上类命名空间void(Teacher26son::*jutiQuanJuFuncTeacher26son)();jutiQuanJuFuncTeacher26son = &Teacher26son::Teacher26sonfun;//但是在类成员指针的赋值的时候，一定要加上&//调用时，需要一个类对象，Teacher26son tea;(tea.*jutiQuanJuFuncTeacher26son)();//注意调用的时候，是(对象.*xxx)(),这是为了和类成员函数 tea.xxx区分//如果是静态成员函数int(*staticfunc)(string tempvalue) = &Teacher26son::Teacher26sonstaticfunc;//静态成员也是一样的，不同的是，需要加上类命名空间，注意的是和 全局函数一样，前面加不加 &都可以，加不加& 是历史原因。int result = staticfunc("abc");cout << "result = " << result  << endl;//5.如果是虚函数呢？由于虚函数也是依赖于 类对象调用的，也就是也需要this指针//  虚函数是如下的两个：int virtual Teacher26sonvirtualfunc(double dou) //	int virtual Teacher26sonvirtualfunc2(double dou) //5.1 定义如下int(Teacher26base::*vir)(double tempdou) = &Teacher26base::Teacher26basevirtualfunc;//5.2 使用 类指针 调用 虚函数指针类型Teacher26base *ptea26 = new Teacher26son();result = (ptea26->*vir)(3.14);00A6F46E  mov         esi,esp  
00A6F470  sub         esp,8  
00A6F473  movsd       xmm0,mmword ptr [__real@40091eb851eb851f (0A79F78h)]  
00A6F47B  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  
00A6F480  mov         ecx,dword ptr [ptea26]  
00A6F483  call        dword ptr [vir]  
00A6F486  cmp         esi,esp  
00A6F488  call        __RTC_CheckEsp (0A61596h)  
00A6F48D  mov         dword ptr [result],eaxcout << "result1 = " << result << endl;//5.3 使用 类对象 调用  虚函数指针类型Teacher26base tea26;result = (tea26.*vir)(78.8);00A6F4D7  mov         esi,esp  
00A6F4D9  sub         esp,8  
00A6F4DC  movsd       xmm0,mmword ptr [__real@4053b33333333333 (0A79F98h)]  
00A6F4E4  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  
00A6F4E9  lea         ecx,[tea26]  
00A6F4EC  call        dword ptr [vir]  
00A6F4EF  cmp         esi,esp  
00A6F4F1  call        __RTC_CheckEsp (0A61596h)  
00A6F4F6  mov         dword ptr [result],eax cout << "result2 = " << result << endl;//5.4 通过 类指针 正常调用 虚函数ptea26->Teacher26basevirtualfunc(3.14);00A6F538  mov         esi,esp  
00A6F53A  sub         esp,8  
00A6F53D  movsd       xmm0,mmword ptr [__real@40091eb851eb851f (0A79F78h)]  
00A6F545  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  
00A6F54A  mov         eax,dword ptr [ptea26]  
00A6F54D  mov         edx,dword ptr [eax]  
00A6F54F  mov         ecx,dword ptr [ptea26]  
00A6F552  mov         eax,dword ptr [edx]  
00A6F554  call        eax  
00A6F556  cmp         esi,esp  
00A6F558  call        __RTC_CheckEsp (0A61596h)  //5.5 通过 类对象 正常调用 虚函数tea26.Teacher26basevirtualfunc(23);00A6F55D  sub         esp,8  
00A6F560  movsd       xmm0,mmword ptr [__real@4037000000000000 (0A79F88h)]  
00A6F568  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  
00A6F56D  lea         ecx,[tea26]  
00A6F570  call        Teacher26base::Teacher26basevirtualfunc (0A61442h)//5.6 通过类对象 正常调用普通函数tea26.Teacher26basefun();00A6F575  lea         ecx,[tea26]  
00A6F578  call        Teacher26base::Teacher26basefun (0A61749h)  //5.6 那么这个5.2,   5.3,   5.4有区别吗？debug看反汇编的代码cout << "断点在这里" << endl;
}

结论：

1. 不管是 类对象，还是 类指针 调用 虚函数指针 都是会走 虚函数指针 查找 虚函数表。

但是这个两种方式调用 虚函数的具体步骤 会有不同。

类指针 调用虚函数的时候，会使用 vptr 找虚函数表。

在使用函数指针调用成员虚函数的时候会使用到vcall。

//5.1 定义如下int(Teacher26base::*vir)(double tempdou) = &Teacher26base::Teacher26basevirtualfunc;//5.2 使用 类指针 调用 虚函数指针类型Teacher26base *ptea26 = new Teacher26son();result = (ptea26->*vir)(3.14);00A6F46E  mov         esi,esp  
00A6F470  sub         esp,8  
00A6F473  movsd       xmm0,mmword ptr [__real@40091eb851eb851f (0A79F78h)]  
00A6F47B  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  
00A6F480  mov         ecx,dword ptr [ptea26]  
00A6F483  call        dword ptr [vir]  
00A6F486  cmp         esi,esp  
00A6F488  call        __RTC_CheckEsp (0A61596h)  
00A6F48D  mov         dword ptr [result],eaxcout << "result1 = " << result << endl;//5.3 使用 类对象 调用  虚函数指针类型Teacher26base tea26;result = (tea26.*vir)(78.8);00A6F4D7  mov         esi,esp  
00A6F4D9  sub         esp,8  
00A6F4DC  movsd       xmm0,mmword ptr [__real@4053b33333333333 (0A79F98h)]  
00A6F4E4  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  
00A6F4E9  lea         ecx,[tea26]  
00A6F4EC  call        dword ptr [vir]  
00A6F4EF  cmp         esi,esp  
00A6F4F1  call        __RTC_CheckEsp (0A61596h)  
00A6F4F6  mov         dword ptr [result],eax

看到：    result = (ptea26->*vir)(3.14); 通过 指向类虚函数指针的方法 调用该函数，也会有vcall的出现

00A6F4EC  call        dword ptr [vir]     //在这一步的时候，按F11 就会发现004D187F  jmp         Teacher26base::`vcall'{0}' (04D776Eh)  ，然后再F11，就会发现会走到这里：004D1799  jmp         Teacher26son::Teacher26basevirtualfunc (04D7C60h) 

2. 类指针 调用虚函数 会走 虚函数指针 查找 虚函数表

	//5.4 通过 类指针 正常调用 虚函数ptea26->Teacher26basevirtualfunc(3.14);00A6F538  mov         esi,esp  
00A6F53A  sub         esp,8  
00A6F53D  movsd       xmm0,mmword ptr [__real@40091eb851eb851f (0A79F78h)]  
00A6F545  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  
00A6F54A  mov         eax,dword ptr [ptea26]  
00A6F54D  mov         edx,dword ptr [eax]  
00A6F54F  mov         ecx,dword ptr [ptea26]  
00A6F552  mov         eax,dword ptr [edx]  
00A6F554  call        eax  
00A6F556  cmp         esi,esp  
00A6F558  call        __RTC_CheckEsp (0A61596h)

3.  类对象调用虚函数 和 类对象调用 普通函数  会有不同个，但是都不会走

	//5.5 通过 类对象 正常调用 虚函数tea26.Teacher26basevirtualfunc(23);00A6F55D  sub         esp,8  
00A6F560  movsd       xmm0,mmword ptr [__real@4037000000000000 (0A79F88h)]  
00A6F568  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  
00A6F56D  lea         ecx,[tea26]  
00A6F570  call        Teacher26base::Teacher26basevirtualfunc (0A61442h)//5.6 通过类对象 正常调用普通函数tea26.Teacher26basefun();00A6F575  lea         ecx,[tea26]  
00A6F578  call        Teacher26base::Teacher26basefun (0A61749h)

4. 类对象调用虚函数没有 继承。

发现是和有继承的情况下是一样的。都是5步完成。

public:int virtual Teacher27virtualfunc(double dou) {cout << "Teacher27virtualfunc called dou = " << dou << endl;int inttemp = (int)dou;return inttemp;}
};void main() {Teacher27 tea;tea.Teacher27virtualfunc(3.14);0028A37A  sub         esp,8  
0028A37D  movsd       xmm0,mmword ptr [__real@40091eb851eb851f (0299F78h)]  
0028A385  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  
0028A38A  lea         ecx,[tea]  
0028A38D  call        Teacher27::Teacher27virtualfunc (0281906h) cout << "end" << endl;
}

5. 在如下的代码中打印 虚函数的地址。

也会看到  vcall的使用

	printf("Teacher26base:: %p\n",&Teacher26base::Teacher26basevirtualfunc);//	00E8F5C6  push        offset Teacher26base::`vcall'{0
//}' (0E8187Fh)  
//00E8F5CB  push        offset string "Teacher26base:: %p\n" (0E991E8h)
//00E8F5D0  call        _printf(0E81091h)
//00E8F5D5  add         esp, 8

总结：

什么时候会使用到vcall

在使用函数指针调用成员虚函数的时候会使用到vcall

三 vcall 在继承中的体现

    int(Teacher26base::*vir)(double tempdou) = &Teacher26base::Teacher26basevirtualfunc;
    int(Teacher26son::*vir1)(double tempdou) = &Teacher26son::Teacher26basevirtualfunc;

如上的两行代码，都是定义一个 函数指针，且是类的虚函数指针，到这里，我们应该有个意识，这两个里面都会使用到vcall代码段，vcall里面应该都存储的有 偏移，且由于Teacher26basevirtualfunc是第一个虚函数，因此偏移应该是0才对。

那么再调用的时候，我们一定要一个类指针，或者类引用

    Teacher26base *ptea26 = new Teacher26son();
    result = (ptea26->*vir)(3.14);
    cout << "result1 = " << result << endl;

指针和引用由于是动态绑定，因此等号右边是啥，ptea26就会指向的是啥。

因此当前case下，this就是 Teacher26son，有了this，有了偏移，就能找到对应的真正的函数，调用一下就可以找到真正的函数地址了。


    

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