Zeiger auf virtuelle Elementfunktionen. Wie funktioniert es?

Question

Betrachten Sie den folgenden C++ Code:

class A 
{ 
public: 
     virtual void f()=0; 
}; 


int main() 
{ 
    void (A::*f)()=&A::f; 
} 

Wenn ich denke, müsste, würde ich sagen, dass & A :: f in diesem Zusammenhang "die Adresse der A-Implementierung von f()" bedeuten würde, da es keine explizite Trennung zwischen Zeigern zu regulären Mitgliedsfunktionen und virtuellen Mitgliedsfunktionen gibt. Und da A f() nicht implementiert, wäre das ein Kompilierungsfehler. Es ist jedoch nicht.

Und nicht nur das. Der folgende Code:

void (A::*f)()=&A::f; 
A *a=new B;   // B is a subclass of A, which implements f() 
(a->*f)(); 

wird tatsächlich B :: f aufrufen.

Wie passiert das?

Answer 1

Hier sind viel zu viele Informationen über Mitgliedsfunktionszeiger. Es gibt einige Sachen über virtuelle Funktionen unter "Die wohlbehüteten Compiler", obwohl IIRC, als ich den Artikel las, den ich diesen Teil abgeschöpft habe, da der Artikel tatsächlich über die Implementierung von Delegaten in C++ geht.

http://www.codeproject.com/KB/cpp/FastDelegate.aspx

Die kurze Antwort ist, dass es auf dem Compiler abhängig ist, aber eine Möglichkeit ist, dass das Mitglied Funktionszeiger als Struktur einen Zeiger auf eine „Thunk“ Funktion implementiert ist enthalten, die den virtuellen Anruf tätigt.

Answer 2

Es funktioniert, weil der Standard sagt, so soll es geschehen. Ich habe einige Tests mit GCC durchgeführt, und es stellt sich heraus, dass für virtuelle Funktionen GCC den virtuellen Tabellen-Offset der fraglichen Funktion in Bytes speichert.

struct A { virtual void f() { } virtual void g() { } }; 
int main() { 
    union insp { 
    void (A::*pf)(); 
    ptrdiff_t pd[2]; 
    }; 
    insp p[] = { { &A::f }, { &A::g } }; 
    std::cout << p[0].pd[0] << " " 
      << p[1].pd[0] << std::endl; 
} 

Das Programm gibt 1 5 - die Byte-Offsets der virtuellen Tabelleneinträge dieser beiden Funktionen. Es folgt die Itanium C++ ABI, which specifies that.

Answer 3

Ich bin nicht ganz sicher, aber ich denke, es ist nur regelmäßige polymorphe Verhalten. Ich denke, dass &A::f eigentlich die Adresse des Funktionszeigers in der Vtable der Klasse bedeutet, und deshalb erhalten Sie keinen Compilerfehler. Der Speicherplatz in der VTable ist immer noch zugewiesen und das ist der Ort, den Sie tatsächlich zurückbekommen.

Dies ist sinnvoll, da abgeleitete Klassen diese Werte im Wesentlichen mit Zeigern auf ihre Funktionen überschreiben. Dies ist der Grund, warum (a->*f)() in Ihrem zweiten Beispiel funktioniert - f referenziert die vtable, die in der abgeleiteten Klasse implementiert ist.