什么情况下vtable指针可以为null（或0x1）？

Question

我目前正在调试崩溃日志。发生崩溃是因为（c++-）对象的 vtable 指针是 0x1，而据我从崩溃日志来看，对象的其余部分似乎没问题。

当程序尝试调用虚拟方法时会崩溃。

我的问题：什么情况下vtable指针会变成null？删除操作符是否将 vtable 指针设置为空？

在使用 gcc 4.0.1（Apple Inc. build 5493）的 OS X 上会发生这种情况。

Answer 1

可能是内存践踏 - 错误地写入了vtable。在 C++ 中，有几乎无数种方法可以“实现”这一目标。例如，缓冲区溢出。

Answer 2

您的任何未定义行为都可能导致这种情况。例如：

• 指针算术错误或其他导致程序写入无效内存的错误。
• 未初始化的变量、无效的强制转换...
• 以多态方式处理数组可能会导致这种次要影响。
• 尝试在删除后使用对象。

另请参阅问题 实际可能的未定义行为的最糟糕示例是什么？ 和 什么C++ 程序员应该了解所有常见的未定义行为吗？。

最好的选择是使用边界和内存检查器，作为繁重调试的辅助。

Answer 3

一个非常常见的情况：尝试从构造函数调用纯虚方法...

构造函数

struct Interface
{
  Interface();
  virtual void logInit() const = 0;
};

struct Concrete: Interface()
{
  virtual void logInit() const { std::cout << "Concrete" << std::endl; }
};

现在，假设以下 Interface() 实现

Interface::Interface() {}

很好：

Concrete myConcrete;
myConcrete.pure();    // outputs "Concrete"

然后一切都 在构造函数之后调用 pure 很痛苦，最好分解代码，对吗？

Interface::Interface() { this->logInit(); } // DON'T DO THAT, REALLY ;)

然后我们就可以一行完成！

Concrete myConcrete;  // CRASHES VIOLENTLY

为什么 ？

因为对象是自下而上构建的。我们来看一下。

构建具体类的说明（粗略）

1. 分配足够的内存（当然），也为_vtable分配足够的内存（每个虚拟函数1个函数指针，通常按照声明的顺序， ）

2. 调用Concrete构造函数（你看不到的代码）

   一个>调用 Interface 构造函数，该构造函数使用其指针初始化 _vtable

   b>调用 Interface 构造函数的主体（您编写的）

   c>覆盖这些方法的 _vtable 中的指针具体覆盖

   d>调用 Concrete 构造函数的主体（你写的）

那么问题是什么？好吧，看看 b> 和 c> 顺序；）

当您从构造函数中调用 virtual 方法时，它不会执行以下操作你所希望的。它确实会转到 _vtable 来查找指针，但 _vtable 尚未完全初始化。因此，重要的是，以下效果

D() { this->call(); }

实际上是：

D() { this->D::call(); }

当从构造函数中调用虚拟方法时，您不需要正在构建的对象的完整动态类型，而是调用当前构造函数的静态类型。

在我的 Interface / Concrete 示例中，它表示 Interface 类型，并且该方法是纯虚拟的，因此 _vtable 不保存真正的指针（例如，0x0 或 0x01，如果您的编译器足够友好，可以设置调试值来帮助您）。

析构函数

巧合的是，让我们检查一下析构函数的情况；）

struct Interface { ~Interface(); virtual void logClose() const = 0; }
Interface::~Interface() { this->logClose(); }

struct Concrete { ~Concrete(); virtual void logClose() const; char* m_data; }

Concrete::~Concrete() { delete[] m_data; } // It's all about being clean
void Concrete::logClose()
{
  std::cout << "Concrete refering to " << m_data << std::endl;
}

那么析构时会发生什么？好吧，_vtable 工作得很好，并且调用了真正的运行时类型...然而，它在这里意味着未定义的行为，因为谁知道 m_data 在被删除之后和 Interface< 之前发生了什么/code> 析构函数被调用？我不;)

结论

永远不要从构造函数或析构函数中调用虚拟方法。

如果不是这样，你就会遇到内存损坏，运气不好;)

Answer 4

我的第一个猜测是某些代码正在使用 memset() 来处理类对象。

Answer 5

这完全取决于实现。然而，可以非常安全地假设删除后某些其他操作可能会将内存空间设置为空。

其他可能性包括通过一些松散指针覆盖内存 - 实际上在我的情况下几乎总是这样......

也就是说，您永远不应该在删除后尝试使用对象。