vtables 在 c++ 中是如何实现的？和c#？

Question

让我们遇到这种情况（在 C++ 中，在 C# 中，类 A、B 是接口）：

class A { virtual void func() = 0; };
class B { virtual void func() = 0; };
class X: public A, public B { virtual void func(){ var = 1; } int var;};

X * x = new X; // from what I know, x have 2 vtables, is this the same in c#?
A * a = (A*)x; // a == x
B * b = (B*)x; // here b != x, so when calling b->func(), how is the address of var correct?

C# 编译器是否始终创建一个 vtable？投射时是否会进行任何指针修复？

Answer 1

不想过于迂腐，但 C# 编译器不会参与此级别。整个类型模型、继承、接口实现等实际上由 CLR 处理，更具体地说是 CTS（通用类型系统）。 .NET 编译器大多只是生成表示意图的 IL 代码，稍后由 CLR 执行，其中所有 Vtable 处理等均由 CLR 负责。

有关 CLR 如何创建和管理运行时类型的一些详细信息，以下链接将是一个很好的起点。最后解释了方法表和接口映射。

http:// web.archive.org/web/20150515023057/https://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc163791.aspx

Answer 2

如果我用 g++ 研究这个派生版本

class X: public A, public B { 
   unsigned magic;
 public:
   X() : magic(0xcafebabe) {};
   virtual void func(){ var = 1; } int var;
};

extern "C" int main() 
{
   X * x = new X; // from what I know, x have 2 vtables, is this the same in c#?
   A * a = (A*)x; // &a == &x
   B * b = (B*)x; // here &b != &x, so when calling b->func(), how is the address of var correct?
   printf("%p -- %p -- %p\n", x, a, b);

   unsigned* p = (unsigned*)((void*) x);
   unsigned *q = (unsigned*)(p[1]);
   printf("x=[%x %x %x %x]\n",p[0],p[1],p[2],p[3]);
   p = (unsigned*)(p[0]);
   printf("a=[%x %x %x %x]\n",p[0],p[1],p[2],p[3]);
   printf("b=[%x %x %x %x]\n",q[0],q[1],q[2],q[3]);

}

，结果发现，在 C++ 中 b == a+1，所以 X 的结构是 [vtable-X+A][vtable-B][magic][var]
更深入地检查（nm ./a.out），vtable-X+a 包含对 X::func 的引用（正如人们所期望的那样）。当您将 X 转换为 B 时，它会调整指针，以便 B 函数的 VTBL 出现在代码期望的位置。

您真的打算“隐藏” B::func() 吗？

B 的 vtbl 看起来像是持有对 X 的“蹦床”的引用，在调用 X+A vtbl 持有的“常规”X::func 之前，将对象指针恢复到完整的 X。

080487ea <_ZThn8_N1X4funcEv>:   # in "X-B vtbl"
_ZThn8_N1X4funcEv():
 80487ea:       83 44 24 04 f8          addl   $0xfffffff8,0x4(%esp)
 80487ef:       eb 01                   jmp    80487f2 <_ZN1X4funcEv>
 80487f1:       90                      nop

080487f2 <_ZN1X4funcEv>:        # in X-A vtbl
_ZN1X4funcEv():
 80487f2:       55                      push   %ebp
 80487f3:       89 e5                   mov    %esp,%ebp
 80487f5:       8b 45 08                mov    0x8(%ebp),%eax
 80487f8:       c7 40 14 01 00 00 00    movl   $0x1,0x14(%eax)
 80487ff:       5d                      pop    %ebp
 8048800:       c3                      ret    

Answer 3

是的，托管语言中只有一个 v-table，CLR 不支持多重继承。当您转换为已实现的接口时，有一个指针修复。

当尝试声明一个本身是从 IUnknown 之外的另一个接口声明的 COM 接口时，这是一个值得注意的问题。 本文作者不太理解这个问题。 COM 需要为每个接口提供一个单独的 v-table，这正是支持 MI 的编译器所做的。

Answer 4

vtables 是一个实现细节。没有官方/要求/预期的实施。不同的编译器供应商可以以不同的方式实现继承。