C++vptr初始化时间

来源：互联网发布：软件测试文档示例编辑：程序博客网时间：2024/05/03 15:08

给出如下代码段：

#include <iostream>#include "stdio.h"using namespace std;class A{public:A(int arg):m_a(arg){cout << "constructor of A" << endl;output();}virtual void output(){ cout << "output A" << endl;}virtual void display(){ output(); }private:int m_a;};class B : public A{public:B(int arg1, int arg2):A(arg1), m_b(arg2){ cout << "constructor of B" << endl;}virtual void output(){ cout << "output B" << endl;}private:int m_b;};int main(int argc, char* argv[]){B b(1, 2);b.display();return 0;}

这段代码会输出什么？

其实这个问题本质是在A的构造函数及display函数中分别调用的是A类的output函数还是B类的output函数。

输出结果是：

constructor of A
output A
constructor of B
output B

说明A的构造函数中调用的是A类的output函数，display函数中调用的是B类的output函数。

为什么会这样呢？这跟指向虚函数表的指针（vptr）初始化时间有关。

《Inside the c++ Object model》中指出vptr初始化的时间为：

After invocation of the base class constructors but before execution of user-provided code

or the expansion of members initialized within the member initialization list.

意思是在所有基类构造函数之后，但又在自身构造函数或初始化列表之前。

vptr初始化是在初始化列表之前还是之后是跟编译器实现有关的，在VC++6.0编译器中是在初始化列表之后，从上面这段代码的部分汇编码就可以看出。

B类的构造函数的汇编码：

00401250 push ebp
00401251 mov ebp,esp
00401253 sub esp,44h
00401256 push ebx
00401257 push esi
00401258 push edi
00401259 push ecx
0040125A lea edi,[ebp-44h]
0040125D mov ecx,11h
00401262 mov eax,0CCCCCCCCh
00401267 rep stos dword ptr [edi]
00401269 pop ecx
0040126A mov dword ptr [ebp-4],ecx
0040126D mov eax,dword ptr [ebp+8]
00401270 push eax
00401271 mov ecx,dword ptr [ebp-4]
00401274 call @ILT+15(A::A) (00401014) //调用基类构造函数
00401279 mov ecx,dword ptr [ebp-4]
0040127C mov edx,dword ptr [ebp+0Ch]
0040127F mov dword ptr [ecx+8],edx
00401282 mov eax,dword ptr [ebp-4] //这里初始化m_b
00401285 mov dword ptr [eax],offset B::`vftable' (0042f030) //初始化vptr
30: cout << "constructor of B" << endl;
0040128B push offset @ILT+50(std::endl) (00401037)
00401290 push offset string "constructor of B" (0042f01c)
00401295 push offset std::cout (00433ea0)
0040129A call @ILT+180(std::operator<<) (004010b9)
0040129F add esp,8
004012A2 mov ecx,eax
004012A4 call @ILT+135(std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<<) (0040108c)

A类构造函数汇编码：

004012E0 push ebp
004012E1 mov ebp,esp
004012E3 sub esp,44h
004012E6 push ebx
004012E7 push esi
004012E8 push edi
004012E9 push ecx
004012EA lea edi,[ebp-44h]
004012ED mov ecx,11h
004012F2 mov eax,0CCCCCCCCh
004012F7 rep stos dword ptr [edi]
004012F9 pop ecx
004012FA mov dword ptr [ebp-4],ecx
004012FD mov eax,dword ptr [ebp-4]
00401300 mov ecx,dword ptr [ebp+8]
00401303 mov dword ptr [eax+4],ecx
00401306 mov edx,dword ptr [ebp-4] //初始化m_a
00401309 mov dword ptr [edx],offset A::`vftable' (0042f050) //初始化vptr
10: cout << "constructor of A" << endl;
0040130F push offset @ILT+50(std::endl) (00401037)
00401314 push offset string "constructor of A" (0042f03c)
00401319 push offset std::cout (00433ea0)
0040131E call @ILT+180(std::operator<<) (004010b9)
00401323 add esp,8
00401326 mov ecx,eax
00401328 call @ILT+135(std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<<) (0040108c)
11: output();
0040132D mov ecx,dword ptr [ebp-4]
00401330 call @ILT+195(A::output) (004010c8)

这里还可以看出b对象的vptr是被初始化了两次：

先在基类的构造函数前初始化为指向基类虚函数表（vtble）的指针，然后在自身构造函数前初始化为指向自身类vtble的指针。

而且不管哪种情况，vptr都是在自身构造函数体之前初始化。

所以，在A类的构造函数中调用output函数时，b对象尚未构造完成，vptr指向A类的vtble，当然调用A类的output函数。

当执行b.display时，b对象已经构造完成，vptr指向B类的vtble，当然调用B类的display函数。

Ok，这就解释了前面的输出结果。

接着再引用一个《Inside the c++ object model》中的问题:

Is it safe to invoke a virtual function of the class within its constructor's member initialization list?

我相信聪明的你已经知道答案。