用 C++ 打印虚函数表的地址

后端

2023-11-19 11:51:56

理解虚函数

虚函数是 C++ 中多态性的关键特性。它们允许派生类重写基类中的方法，从而在运行时动态地选择要调用的函数。

虚函数表（VTABLE）

虚函数表（也称为 VTABLE）是一个数据结构，其中存储了指向虚函数的指针。它与类的每个实例相关联，并且在类对象的内存布局中处于固定偏移量的位置。

打印虚函数表地址

要打印虚函数表的地址，可以使用以下步骤：

创建基类和派生类： 创建具有虚函数的基类和一个重写该虚函数的派生类。
创建类实例： 实例化派生类。
获取类对象的地址： 使用 & 运算符获取类对象的地址。
计算虚函数表的偏移量： 在类定义中查找虚函数表的偏移量，通常为 0 或 8。
添加偏移量： 将偏移量添加到类对象的地址以获得虚函数表的地址。
转换地址： 将地址转换为 void** 指针，因为虚函数表是一个指向函数指针的指针。
打印地址： 使用 std::cout 打印指向虚函数表的指针。

以下是一个示例代码：

#include <iostream>

class Base {
public:
    virtual void print() { std::cout << "Base::print()" << std::endl; }
};

class Derived : public Base {
public:
    virtual void print() override { std::cout << "Derived::print()" << std::endl; }
};

int main() {
    Derived obj;
    void* vtable_address = (void*)((uintptr_t)&obj + 0); // 偏移量可能因编译器而异
    std::cout << "虚函数表地址：" << vtable_address << std::endl;
    return 0;
}

通过地址调用虚函数

一旦获得了虚函数表的地址，就可以直接通过该地址调用虚函数。为此：

将虚函数表地址转换为指向虚函数指针的指针数组： 虚函数表本质上是一个指向虚函数指针的指针数组。
获取虚函数的索引： 在类定义中查找要调用的虚函数的索引。
访问虚函数： 使用索引访问虚函数表中的相应函数指针。
调用虚函数： 使用函数指针调用虚函数。

以下是一个示例代码：

#include <iostream>

class Base {
public:
    virtual void print() { std::cout << "Base::print()" << std::endl; }
};

class Derived : public Base {
public:
    virtual void print() override { std::cout << "Derived::print()" << std::endl; }
};

int main() {
    Derived obj;
    void* vtable_address = (void*)((uintptr_t)&obj + 0);
    void** vtable = (void** )vtable_address;
    void (*print_func)() = (void (*)())vtable[0];
    print_func(); // 调用虚函数
    return 0;
}