C++的虚函数
一，让我们进入内存——I will come back（阿诺的口头禅）
首先，我觉得了解一个含有虚拟函数的类在内存中的结构是有必要的。
假设一个这样的类：
class CShape
{
int b1;
public:
void MyTest()
{
cout << "CShape::MyTest \n";
}
};
在栈区，它仅仅只是占据了四个字节，用于存放成员数据——b1。
奇怪，那么它的成员函数在那里呢？对于普通的成员函数，编译器采取的是“名字粉碎法”，对于VC++6.0，它将CShape：：MyTest（）编修改为：“?MyTest@CTestA@@QAEXXZ”，真是个奇怪的名字，但是在这个名字中却保存了重要的信息，比如所属类,参数类型等，具体的大家可以查查相关资料，不好意思,我忘记了。
现在我们讨论虚拟函数, 假设另外的一个类：
class CShape_V
{
int b1;
public:
virtual void play()
{
cout << "CShape::play \n";
}
virtual void display()
{
cout <<b1<< "Shape \n";
}
};
在栈区，它占据了八个字节，用于存放成员数据b1和——。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。指向一个一维数组首地址的指针，这是个什么东东咧？且听我慢慢到来。
二，掀起你的盖头来，让我看看你的脸。
为了达到后期联编的目的，VC编译器通过一个表，在执行期间接地调用了实际上需要调用的函数（注意是“间接”），这个表可称为“虚拟函数地址表”（在很多影印版的图书中常称之为vtable），每个类中含有虚拟函数的对象，编译器都会为它们指定一个虚拟函数地址表，虚拟函数地址表是个函数指针数组，保存在数据区，它由此类对象所共用（静态）。此外，编译器当然也会为它加上一个成员变量，一个指向自己的“虚拟函数地址表”的指针（常称之为vptr），并且放在了对象的首地址上。
每一个由此类分配出的对象，都有这么个vptr，每当我们通过这个对象调用虚拟函数时，实际上是通过vptr找到vtable，再通过偏移量找出真正的函数地址。
奥妙在于这个vtable以及这种间接调用方式，vtable是按照类中虚拟函数声明的顺序，一一填入函数地址。派生类会继承基类的vtable（当然还有其他可以继承的成员），当我们在派生类里修改了虚拟函数时，派生类的vtable中的内容也被修改，表中相应的元素不在是基类的函数地址，而是派生类的函数地址。
好了，到此为止，虚函数的机制已经讲完了。
如果对我的言论还抱有怀疑态度的话，我们继续。
三，现在可以下手了，做掉它。
先看阅读以下一段小程序，请务必保证能看懂，并能分析出正确结果：
//vTest.cpp
#include <iostream.h>
//--------------------------------------------
class CShape
{
int b1;
public:
CShape():b1(1){};
void MyTest()
{
cout << "CShape::MyTest \n";
}
virtual void play()
{
cout << "CShape::play \n";
}
virtual void display()
{
cout <<b1<< "Shape \n";
}
};
//--------------------------------------------
class CRect : public CShape
{
int b2;
public:
CRect():b2(2){};
void MyTest()
{
cout << "CRect::MyTest \n";
}
void display()
{
cout <<b2<< "Rectangle \n";
}
};
//--------------------------------------------
class CSquare : public CRect
{
int b3;
public:
CSquare():b3(3){};
void MyTest()
{
cout << "CSquare::MyTest \n";
}
void display()
{
cout <<b3<< "Square \n";
}
};
//--------------------------------------------
void main()
{
CShape aShape;
CRect aRect;
CSquare aSquare;
CShape* pShape[3] = { &aShape,&aRect,&aSquare};
for (int i=0; i< 3; i++)
{
pShape[i]->display();
pShape[i]->MyTest();
}
}
以下是上面那个程序(vTest.cpp)里for循环和循环体中的内存结构，代码的反汇编,和一些注释，我能证明的只有这些了(相信我的同志就可以不用看啦^_^)。
以下是栈：
0012FF4C> 00000000 ; int i; //(循环体内的定义);
0012FF50> 0012FF78 ; CShape* pShape[0]
0012FF54> 0012FF6C ; pShape[1]
0012FF58> 0012FF5C ; pShape[2]
0012FF5C> 00426064 ; CSquare aSquare;
0012FF60> 00000001 ; b1
0012FF64> 00000002 ; b2
0012FF68> 00000003 ; b3
0012FF6C> 00426048 ; CRect aRect;
0012FF70> 00000001 ; b1
0012FF74> 00000002 ; b2
0012FF78> 0042601C ; CShape aShape;
0012FF7C> 00000001 ; b1
以下是三个对象vtable的内容（前面是virtual void play()的地址，后面是virtual void display()的地址）：
00426064> 37 10 40 00 50 10 40 00
00426048> 37 10 40 00 55 10 40 00
0042601C> 37 10 40 00 5F 10 40 00
以下是代码，for循环和循环体内的反汇编：
004010E9> JMP SHORT SHAPE.004010F4
004010EB> MOV EAX，DWORD PTR SS：[EBP-34]
004010EE> ADD EAX，1
004010F1> MOV DWORD PTR SS：[EBP-34]，EAX ;i++
004010F4> CMP DWORD PTR SS：[EBP-34]，3 ; 循环次数的控制，i<3
004010F8> JGE SHORT SHAPE.00401124 ; 关键，寻址得到 &pShape
004010FA> MOV ECX，DWORD PTR SS：[EBP-34]
004010FD> MOV ECX，DWORD PTR SS：[EBP+ECX*4-30]
00401101> MOV EDX，DWORD PTR SS：[EBP-34]
00401104> MOV EAX，DWORD PTR SS：[EBP+EDX*4-30]; 关键，得到函数表的首地址
00401108> MOV EDX，DWORD PTR DS：[EAX]
0040110A> MOV ESI，ESP
0040110C> CALL DWORD PTR DS：[EDX+4] ; 调用虚拟的成员函数
0040110F> CMP ESI，ESP
00401111> CALL SHAPE.__chkesp ; 收拾残局^_^; 寻址得到 &pShape
00401116> MOV EAX，DWORD PTR SS：[EBP-34]
00401119> MOV ECX，DWORD PTR SS：[EBP+EAX*4-30]
0040111D> CALL SHAPE.00401073 ; 调用普通的成员函数
00401122> JMP SHORT SHAPE.004010EB
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