[摘要]分析在繼承情況下如何取類的成員函數(shù)的地址以及調(diào)用該地址。

　　[關(guān)鍵詞]C++成員函數(shù),this指針

　　根據(jù)類成員函數(shù)的種類不同，在繼承下如何取成員函數(shù)的地址以及調(diào)用該地址的情況也是有所區(qū)別的。另外還要注意的是多繼承下情況又是如何。類的成員函數(shù)和標準的C函數(shù)不同，類的成員函數(shù)有一個隱藏的指針參數(shù)this，它指向一個類的實例。在VC++中，this一般通過ECX寄存器來傳遞，而普通的成員函數(shù)的參數(shù)被直接壓在堆棧中。this作為參數(shù)和其他普通的參數(shù)有著本質(zhì)的不同，即使一個成員函數(shù)被一個普通函數(shù)的調(diào)用，在標準C++中這個成員函數(shù)和其他的普通函數(shù)的情況不相同，因為沒有thiscall這樣的關(guān)鍵字來保證它像普通參數(shù)一樣正常的調(diào)用。為此，我分別就以下三種情況作了深入的分析。

　　一、最簡單的單繼承，非虛擬函數(shù)的情況

　　classA{

　　public:

　　intAf(){return1;}

　　};

　　classB:publicA

　　{

　　public:

　　intBf(){return2;}

　　};

　　假如我們建立了B類的一個成員函數(shù)指針。在這個例子中，Af和Bf都是B的成員函數(shù)，所以我們的成員函數(shù)指針可以指向Af或者Bf。但是Af需要一個this指針指向B::A(后面我叫它Athis)，而Bf需要一個this指針指向B（后面我叫它Bthis）。編譯器保證了A類在物理上保存在B類的頭部（即B類的起始地址也就是一個A類的一個實例的起始地址），這意味著Athis==Bthis。

　　二、繼承情況下的虛擬函數(shù)

　　classA{

　　Public:

　　virtualintfv(){return11;

　　}

　　};classB:publicA{

　　Public:

　　virtualintfv(){return22;}

　　};

　　現(xiàn)在A和B都定義了虛函數(shù)fv，按C++語法，如果通過指針調(diào)用fv，應該發(fā)生多態(tài)行為。利用下面的代碼：

　　DWORDA_fv,B_fv;

　　GetMemberFuncAddr_VC6(A_fv,&A::fv);

　　GetMemberFuncAddr_VC6(B_fv,&B::fv);

　　Ax;By;

　　CallMemberFunc(0,A_fv,&x,0);//A::fv

　　CallMemberFunc(0,B_fv,&x,0);//B::fv

　　CallMemberFunc(0,A_fv,&y,0);//A::fv

　　CallMemberFunc(0,B_fv,&y,0);//B::fv

　　輸出如下:

　　11

　　11

　　22

　　22

　　請注意第二行輸出，B_fv取的是&B::fv，但由于傳遞的this指針產(chǎn)生是&x，所以實際上調(diào)用了A::fv。同樣，第三行輸出，取的是基類的函數(shù)地址，但由于實際對象是派生類，最后調(diào)用了派生類的函數(shù)。這說明取得的成員函數(shù)地址在虛擬函數(shù)的情況下仍然保持了正確的行為。源代碼：GetMemberFuncAddr_VC6(B_fv,&B::fv);產(chǎn)生的匯編代碼如下：pushofset@ILT+90(`vcall')(0040105f)。

　　原來取B::fv地址的時候，并不是真的就將B::fv的地址傳給了函數(shù)，而是傳了一個vcall函數(shù)的地址。顧名思義，vcall當然是虛擬調(diào)用的意思。我們找到地址0040105f，@ILT+90(??_9@$BA@AE)：0040105Fjmp`vcall'(00401380)。該地址只是ILT的一個項,直接跳轉(zhuǎn)到真正的vcall函數(shù)（00401380）。找到00401380，就可以看到vcall的代碼'vcall'：

　　00401380moveax,dwordptr[ecx];//將this指針視為dword類型，并將指向的內(nèi)容(對象的首個//dword)放入eax.

　　00401382jmpdwordptr[eax];//跳轉(zhuǎn)到eax所指向的地址。

　　代碼執(zhí)行的時候,ecx就是this指針,具體說就是上面對象x或y的地址。而eax就是對象x或y的第一個dword的值。對于有虛擬函數(shù)的類對象，其對象的首地址處總是一個指針，該指針指向一個虛函數(shù)的地址表。上面的對象由于只有一個虛函數(shù)，所以虛函數(shù)表也只有一項。因此，直接跳轉(zhuǎn)到eax指向的地址就好。如果有多個虛函數(shù)，則eax還要加上一個偏移量，以定位到不同的虛函數(shù)。比如，如果有兩個虛函數(shù)，則會有兩個vcall代碼，分別對應不同的虛函數(shù)，編譯器根據(jù)取的是哪個虛函數(shù)的地址，則相應的用對應的vcall地址代替。

　　三、多繼承情況

　　很明顯，現(xiàn)在情況要復雜得多。首先，指定成員函數(shù)的時候可能會碰到?jīng)_突。其次，給定this指針的時候需要經(jīng)過調(diào)整。

　　classA{public:

　　intAf(){return1;};};

　　classB{public:

　　intBf(){return2;};};

　　classD:publicA,publicB{public:

　　intDf(){return4;};};

　　現(xiàn)在我們建立一個D類的成員函數(shù)指針。在這種情況下，我們的成員函數(shù)指針可以指向Af、Bf或Df。但是Af需要一個this指針指向D::A，而Bf需要一個this指針指向D::B。這時編譯器不可能把A類和B類都放在D類的頭部。所以，D類的一個成員函數(shù)指針不僅要說明要指明調(diào)用的是哪一個函數(shù)，還要指明使用哪一個this指針。編譯器知道A類占用的空間有多大，所以它可以對Athis增加一個delta=sizeof(A)偏移量就可以將Athis指針轉(zhuǎn)換為Bthis指針。

　　綜上所述，為了支持一般形式的成員函數(shù)指針，需要至少三條信息：函數(shù)的地址，需要增加到this指針上的delta位移量，和一個虛擬函數(shù)表中的索引。對于VC6.0來說，還需要第四條信息：虛擬函數(shù)表（vtable）的地址。另外，對虛擬繼承可能還要特別處理，而在多繼承的情況下，很多時候成員函數(shù)指針已經(jīng)變成了一個結(jié)構(gòu)體，這時要正確調(diào)用該指針就變得格外困難。當然，解決所有這些問題已經(jīng)超出了這篇文章的范圍。

　　參考文獻：

　　[1]"MemberFunctionPointersandtheFastestPossibleC++Delegates",DonClugston

　　[2]《直接調(diào)用類成員函數(shù)地址》，南風.

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