虚函数表和虚函数在内存中的位置

news2025/2/27 7:09:55

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结论
验证

结论

虚函数表指针是虚函数表所在位置的地址。虚函数表指针属于对象实例。因而通过new出来的对象的虚函数表指针位于堆，声名对象的虚函数表指针位于栈

虚函数表位于只读数据段（.rodata），即：C++内存模型中的常量区；

虚函数代码则位于代码段（.text），也就是C++内存模型中的代码区

在这里插入图片描述

验证

先创建一个有虚函数的类A

class A
{
public:
	A(){};
	~A(){};
	virtual void vfun(){cout<<"vfun called!"<<endl;}
};

既然要知道虚函数表的位置，那么自然就需要找到虚函数表的地址。我们知道，对于类A这种简单的类，其对象内存布局的最开始四个字节就是一个虚函数表指针（32位编译器），而这个指针变量的值自然就是虚函数表的地址了，因此，第一步就是获取这个虚函数表指针来找到虚函数表的地址

A *a = new A();

long vbaddr=*(int *)a;   //虚函数表地址

由于只有一个虚函数，所以虚函数表的前4个字节肯定就是vfun的函数地址，因此根据虚函数表的地址还可以得到虚函数vfun的地址：

long vfaddr= *(int *)vbaddr;  //虚函数A::vfun的地址

然后还可以根据vfun的地址来调用这个函数：

((void(*)(void))vfaddr)();  //根据得到的地址来调用虚函数

如果通过vfaddr来调用函数是成功的，那么就说明前面虚函数表的地址都是正确的。

完整程序：

#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace std;
 
class A
{
public:
	A(){};
	~A(){};
	virtual void vfun(){cout<<"vfun called!"<<endl;}
};
 
int main()
{
	A *a = new A();
	long vbaddr=*(int *)a;   //虚函数表地址
	long vfaddr= *(int *)vbaddr;   //虚函数vfun地址
    printf("addr of vb: %x\n", vbaddr);
    printf("addr of vfun: %x\n", vfaddr);

	// cout<<"addr of vb : "<<vbaddr<<endl;
	// cout<<"addr of vfun : "<<vfaddr<<endl;
	
	((void(*)(void))vfaddr)();   //根据虚函数地址调用虚函数
 
	delete a;
	return 0;
}

用g++进行编译生成可执行文件，然后运行：
在这里插入图片描述

从运行结果可以看到，虚函数表的地址是0x400b40，虚函数vfun的地址为0x400a3c，并且根据虚函数vfun的地址成功调用了虚函数，打印了“vfun called！”，这说明获取的0x400b40确实是虚函数表的地址

接下来就看看0x400b40这个地址在可执行文件内存中的哪个段

用objdump -s可以解析ELF格式的可执行文件中的分段信息：

在这里插入图片描述

每个分段的内容用Contents of section .xxx来分隔，xxx表示下面的内容属于哪个段。在这些段的内容中，每一行的第一个16进制数表示的是相应的段中的一个地址，以400274 04000000 140…这一行为例，首地址为0x400274，那么从0x400274到下一行首地址0x400284之间的16个字节中存放的数据就是0x04000000 14000000 030…

回到虚函数表的地址上来，前面说了，虚函数表的地址为0x400b40，现在来看看这个地址是属于哪个段：

在这里插入图片描述