Kế thừa thường xuyên
Với thừa kế thừa kế phi kim không phải là kim cương cấp 3 điển hình, khi bạn khởi tạo một đối tượng có nguồn gốc mới nhất, mới được gọi và kích thước cần thiết cho đối tượng được trình biên dịch giải quyết từ loại lớp và chuyển sang mới.
mới có chữ ký:
_GLIBCXX_WEAK_DEFINITION void *
operator new (std::size_t sz) _GLIBCXX_THROW (std::bad_alloc)
Và gọi cho malloc , trả về con trỏ void
Điều này sau đó được chuyển đến hàm tạo của đối tượng dẫn xuất nhất, nó sẽ ngay lập tức gọi hàm tạo giữa và sau đó hàm tạo giữa sẽ gọi ngay hàm tạo. Cơ sở sau đó lưu trữ một con trỏ tới bảng ảo của nó khi bắt đầu đối tượng và sau đó là các thuộc tính của nó sau nó. Điều này sau đó quay trở lại hàm tạo giữa sẽ lưu con trỏ bảng ảo của nó tại cùng một vị trí và sau đó là các thuộc tính của nó sau các thuộc tính sẽ được lưu trữ bởi hàm tạo. Nó trả về cho hàm tạo có nguồn gốc nhất, lưu trữ một con trỏ tới bảng ảo của nó tại cùng một vị trí và sau đó là các thuộc tính của nó sau các thuộc tính sẽ được lưu trữ bởi hàm tạo giữa.
Bởi vì con trỏ bảng ảo bị ghi đè, con trỏ bảng ảo kết thúc luôn là một trong những lớp dẫn xuất nhất. Virtualness lan truyền tới lớp dẫn xuất nhất vì vậy nếu một hàm là ảo trong lớp trung gian, nó sẽ là ảo trong lớp dẫn xuất nhất nhưng không phải là lớp cơ sở. Nếu bạn đa hình hóa một thể hiện của lớp dẫn xuất nhất cho một con trỏ tới lớp cơ sở thì trình biên dịch sẽ không giải quyết điều này thành một cuộc gọi gián tiếp đến bảng ảo và thay vào đó sẽ gọi hàm trực tiếp A::function(). Nếu một hàm là ảo đối với loại mà bạn đã truyền vào thì nó sẽ giải quyết một cuộc gọi vào bảng ảo sẽ luôn là cuộc gọi của lớp dẫn xuất nhất. Nếu nó không ảo cho kiểu đó thì nó sẽ chỉ gọiType::function() và chuyển con trỏ đối tượng đến nó, chuyển sang Kiểu.
Thực tế khi tôi nói con trỏ tới bảng ảo của nó, nó thực sự luôn là 16 của bảng ảo.
vtable for Base:
.quad 0
.quad typeinfo for Base
.quad Base::CommonFunction()
.quad Base::VirtualFunction()
pointer is typically to the first function i.e.
mov edx, OFFSET FLAT:vtable for Base+16
virtualkhông được yêu cầu một lần nữa trong các lớp có nguồn gốc nhiều hơn nếu nó là ảo trong một lớp có nguồn gốc ít hơn bởi vì nó lan truyền. Nhưng nó có thể được sử dụng để chỉ ra rằng hàm thực sự là một hàm ảo, mà không phải kiểm tra các lớp mà nó kế thừa các định nghĩa kiểu.
override là một trình bảo vệ trình biên dịch khác nói rằng hàm này đang ghi đè lên một cái gì đó và nếu nó không bị lỗi trình biên dịch.
= 0 có nghĩa là đây là một chức năng trừu tượng
final ngăn không cho một hàm ảo được thực hiện lại trong một lớp dẫn xuất hơn và sẽ đảm bảo rằng bảng ảo của lớp dẫn xuất nhất chứa hàm cuối cùng của lớp đó.
= default làm cho nó rõ ràng trong tài liệu rằng trình biên dịch sẽ sử dụng thực hiện mặc định
= delete đưa ra một lỗi biên dịch nếu một cuộc gọi đến đây được thử
Kế thừa ảo
Xem xét
class Base
{
int a = 1;
int b = 2;
public:
void virtual CommonFunction(){} ;
void virtual VirtualFunction(){} ;
};
class DerivedClass1: virtual public Base
{
int c = 3;
public:
void virtual DerivedCommonFunction(){} ;
void virtual VirtualFunction(){} ;
};
class DerivedClass2 : virtual public Base
{
int d = 4;
public:
//void virtual DerivedCommonFunction(){} ;
void virtual VirtualFunction(){} ;
void virtual DerivedCommonFunction2(){} ;
};
class DerivedDerivedClass : public DerivedClass1, public DerivedClass2
{
int e = 5;
public:
void virtual DerivedDerivedCommonFunction(){} ;
void virtual VirtualFunction(){} ;
};
int main () {
DerivedDerivedClass* d = new DerivedDerivedClass;
d->VirtualFunction();
d->DerivedCommonFunction();
d->DerivedCommonFunction2();
d->DerivedDerivedCommonFunction();
((DerivedClass2*)d)->DerivedCommonFunction2();
((Base*)d)->VirtualFunction();
}
Nếu không kế thừa lớp bass, bạn sẽ có được một đối tượng trông như thế này:
Thay vì điều này:
Tức là sẽ có 2 đối tượng cơ sở.
Trong tình hình thừa kế kim cương ảo trên, sau khi mới được gọi, nó gọi các nhà xây dựng có nguồn gốc nhất và trong constructor đó, nó gọi tất cả 3 nhà xây dựng có nguồn gốc qua offsets vào bảng bảng ảo của nó, thay vì gọi chỉ gọi DerivedClass1::DerivedClass1()và DerivedClass2::DerivedClass2()và sau đó những người thực hiện cuộc gọiBase::Base()
Sau đây là tất cả được biên dịch trong chế độ gỡ lỗi -O0 vì vậy sẽ có lắp ráp dự phòng
main:
.LFB8:
push rbp
mov rbp, rsp
push rbx
sub rsp, 24
mov edi, 48 //pass size to new
call operator new(unsigned long) //call new
mov rbx, rax //move the address of the allocation to rbx
mov rdi, rbx //move it to rdi i.e. pass to the call
call DerivedDerivedClass::DerivedDerivedClass() [complete object constructor] //construct on this address
mov QWORD PTR [rbp-24], rbx //store the address of the object on the stack as d
DerivedDerivedClass::DerivedDerivedClass() [complete object constructor]:
.LFB20:
push rbp
mov rbp, rsp
sub rsp, 16
mov QWORD PTR [rbp-8], rdi
.LBB5:
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] // object address now in rax
add rax, 32 //increment address by 32
mov rdi, rax // move object address+32 to rdi i.e. pass to call
call Base::Base() [base object constructor]
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] //move object address to rax
mov edx, OFFSET FLAT:VTT for DerivedDerivedClass+8 //move address of VTT+8 to edx
mov rsi, rdx //pass VTT+8 address as 2nd parameter
mov rdi, rax //object address as first
call DerivedClass1::DerivedClass1() [base object constructor]
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] //move object address to rax
add rax, 16 //increment object address by 16
mov edx, OFFSET FLAT:VTT for DerivedDerivedClass+24 //store address of VTT+24 in edx
mov rsi, rdx //pass address of VTT+24 as second parameter
mov rdi, rax //address of object as first
call DerivedClass2::DerivedClass2() [base object constructor]
mov edx, OFFSET FLAT:vtable for DerivedDerivedClass+24 //move this to edx
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] // object address now in rax
mov QWORD PTR [rax], rdx. //store address of vtable for DerivedDerivedClass+24 at the start of the object
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] // object address now in rax
add rax, 32 // increment object address by 32
mov edx, OFFSET FLAT:vtable for DerivedDerivedClass+120 //move this to edx
mov QWORD PTR [rax], rdx //store vtable for DerivedDerivedClass+120 at object+32 (Base)
mov edx, OFFSET FLAT:vtable for DerivedDerivedClass+72 //store this in edx
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] //move object address to rax
mov QWORD PTR [rax+16], rdx //store vtable for DerivedDerivedClass+72 at object+16 (DerivedClass2)
mov rax, QWORD PTR [rbp-8]
mov DWORD PTR [rax+28], 5
.LBE5:
nop
leave
ret
Nó gọi Base::Base()một con trỏ tới đối tượng bù 32. Base lưu trữ một con trỏ tới bảng ảo của nó tại địa chỉ mà nó nhận được và các thành viên của nó sau nó.
Base::Base() [base object constructor]:
.LFB11:
push rbp
mov rbp, rsp
mov QWORD PTR [rbp-8], rdi //stores address of object on stack (-O0)
.LBB2:
mov edx, OFFSET FLAT:vtable for Base+16 //puts vtable for Base+16 in edx
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] //copies address of object from stack to rax
mov QWORD PTR [rax], rdx //stores it address of object
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] //copies address of object on stack to rax again
mov DWORD PTR [rax+8], 1 //stores a = 1 in the object
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] //junk from -O0
mov DWORD PTR [rax+12], 2 //stores b = 2 in the object
.LBE2:
nop
pop rbp
ret
DerivedDerivedClass::DerivedDerivedClass()sau đó gọi DerivedClass1::DerivedClass1()bằng một con trỏ tới đối tượng offset 0 và cũng chuyển địa chỉ củaVTT for DerivedDerivedClass+8
DerivedClass1::DerivedClass1() [base object constructor]:
.LFB14:
push rbp
mov rbp, rsp
mov QWORD PTR [rbp-8], rdi //address of object
mov QWORD PTR [rbp-16], rsi //address of VTT+8
.LBB3:
mov rax, QWORD PTR [rbp-16] //address of VTT+8 now in rax
mov rdx, QWORD PTR [rax] //address of DerivedClass1-in-DerivedDerivedClass+24 now in rdx
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] //address of object now in rax
mov QWORD PTR [rax], rdx //store address of DerivedClass1-in-.. in the object
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] // address of object now in rax
mov rax, QWORD PTR [rax] //address of DerivedClass1-in.. now implicitly in rax
sub rax, 24 //address of DerivedClass1-in-DerivedDerivedClass+0 now in rax
mov rax, QWORD PTR [rax] //value of 32 now in rax
mov rdx, rax // now in rdx
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] //address of object now in rax
add rdx, rax //address of object+32 now in rdx
mov rax, QWORD PTR [rbp-16] //address of VTT+8 now in rax
mov rax, QWORD PTR [rax+8] //address of DerivedClass1-in-DerivedDerivedClass+72 (Base::CommonFunction()) now in rax
mov QWORD PTR [rdx], rax //store at address object+32 (offset to Base)
mov rax, QWORD PTR [rbp-8] //store address of object in rax, return
mov DWORD PTR [rax+8], 3 //store its attribute c = 3 in the object
.LBE3:
nop
pop rbp
ret
VTT for DerivedDerivedClass:
.quad vtable for DerivedDerivedClass+24
.quad construction vtable for DerivedClass1-in-DerivedDerivedClass+24
.quad construction vtable for DerivedClass1-in-DerivedDerivedClass+72
.quad construction vtable for DerivedClass2-in-DerivedDerivedClass+24
.quad construction vtable for DerivedClass2-in-DerivedDerivedClass+72
.quad vtable for DerivedDerivedClass+120
.quad vtable for DerivedDerivedClass+72
construction vtable for DerivedClass1-in-DerivedDerivedClass:
.quad 32
.quad 0
.quad typeinfo for DerivedClass1
.quad DerivedClass1::DerivedCommonFunction()
.quad DerivedClass1::VirtualFunction()
.quad -32
.quad 0
.quad -32
.quad typeinfo for DerivedClass1
.quad Base::CommonFunction()
.quad virtual thunk to DerivedClass1::VirtualFunction()
construction vtable for DerivedClass2-in-DerivedDerivedClass:
.quad 16
.quad 0
.quad typeinfo for DerivedClass2
.quad DerivedClass2::VirtualFunction()
.quad DerivedClass2::DerivedCommonFunction2()
.quad -16
.quad 0
.quad -16
.quad typeinfo for DerivedClass2
.quad Base::CommonFunction()
.quad virtual thunk to DerivedClass2::VirtualFunction()
vtable for DerivedDerivedClass:
.quad 32
.quad 0
.quad typeinfo for DerivedDerivedClass
.quad DerivedClass1::DerivedCommonFunction()
.quad DerivedDerivedClass::VirtualFunction()
.quad DerivedDerivedClass::DerivedDerivedCommonFunction()
.quad 16
.quad -16
.quad typeinfo for DerivedDerivedClass
.quad non-virtual thunk to DerivedDerivedClass::VirtualFunction()
.quad DerivedClass2::DerivedCommonFunction2()
.quad -32
.quad 0
.quad -32
.quad typeinfo for DerivedDerivedClass
.quad Base::CommonFunction()
.quad virtual thunk to DerivedDerivedClass::VirtualFunction()
virtual thunk to DerivedClass1::VirtualFunction():
mov r10, QWORD PTR [rdi]
add rdi, QWORD PTR [r10-32]
jmp .LTHUNK0
virtual thunk to DerivedClass2::VirtualFunction():
mov r10, QWORD PTR [rdi]
add rdi, QWORD PTR [r10-32]
jmp .LTHUNK1
virtual thunk to DerivedDerivedClass::VirtualFunction():
mov r10, QWORD PTR [rdi]
add rdi, QWORD PTR [r10-32]
jmp .LTHUNK2
non-virtual thunk to DerivedDerivedClass::VirtualFunction():
sub rdi, 16
jmp .LTHUNK3
.set .LTHUNK0,DerivedClass1::VirtualFunction()
.set .LTHUNK1,DerivedClass2::VirtualFunction()
.set .LTHUNK2,DerivedDerivedClass::VirtualFunction()
.set .LTHUNK3,DerivedDerivedClass::VirtualFunction()
DerivedDerivedClass::DerivedDerivedClass()sau đó chuyển địa chỉ của đối tượng + 16 và địa chỉ của VTT cho tổ DerivedDerivedClass+24hợp DerivedClass2::DerivedClass2()của nó giống hệt nhau DerivedClass1::DerivedClass1()ngoại trừ dòng mov DWORD PTR [rax+8], 3rõ ràng có 4 thay vì 3 chod = 4 .
Sau này, nó thay thế cả 3 con trỏ bảng ảo trong đối tượng bằng các con trỏ tới offset trong DerivedDerivedClassvtable thành biểu diễn cho lớp đó.
d->VirtualFunction();:
mov rax, QWORD PTR [rbp-24] //store pointer to virtual table in rax
mov rax, QWORD PTR [rax] //dereference and store in rax
add rax, 8 // call the 2nd function in the table
mov rdx, QWORD PTR [rax] //dereference
mov rax, QWORD PTR [rbp-24]
mov rdi, rax
call rdx
d->DerivedCommonFunction();:
mov rax, QWORD PTR [rbp-24]
mov rdx, QWORD PTR [rbp-24]
mov rdx, QWORD PTR [rdx]
mov rdx, QWORD PTR [rdx]
mov rdi, rax
call rdx
d->DerivedCommonFunction2();:
mov rax, QWORD PTR [rbp-24]
lea rdx, [rax+16]
mov rax, QWORD PTR [rbp-24]
mov rax, QWORD PTR [rax+16]
add rax, 8
mov rax, QWORD PTR [rax]
mov rdi, rdx
call rax
d->DerivedDerivedCommonFunction();:
mov rax, QWORD PTR [rbp-24]
mov rax, QWORD PTR [rax]
add rax, 16
mov rdx, QWORD PTR [rax]
mov rax, QWORD PTR [rbp-24]
mov rdi, rax
call rdx
((DerivedClass2*)d)->DerivedCommonFunction2();:
cmp QWORD PTR [rbp-24], 0
je .L14
mov rax, QWORD PTR [rbp-24]
add rax, 16
jmp .L15
.L14:
mov eax, 0
.L15:
cmp QWORD PTR [rbp-24], 0
cmp QWORD PTR [rbp-24], 0
je .L18
mov rdx, QWORD PTR [rbp-24]
add rdx, 16
jmp .L19
.L18:
mov edx, 0
.L19:
mov rdx, QWORD PTR [rdx]
add rdx, 8
mov rdx, QWORD PTR [rdx]
mov rdi, rax
call rdx
((Base*)d)->VirtualFunction();:
cmp QWORD PTR [rbp-24], 0
je .L20
mov rax, QWORD PTR [rbp-24]
mov rax, QWORD PTR [rax]
sub rax, 24
mov rax, QWORD PTR [rax]
mov rdx, rax
mov rax, QWORD PTR [rbp-24]
add rax, rdx
jmp .L21
.L20:
mov eax, 0
.L21:
cmp QWORD PTR [rbp-24], 0
cmp QWORD PTR [rbp-24], 0
je .L24
mov rdx, QWORD PTR [rbp-24]
mov rdx, QWORD PTR [rdx]
sub rdx, 24
mov rdx, QWORD PTR [rdx]
mov rcx, rdx
mov rdx, QWORD PTR [rbp-24]
add rdx, rcx
jmp .L25
.L24:
mov edx, 0
.L25:
mov rdx, QWORD PTR [rdx]
add rdx, 8
mov rdx, QWORD PTR [rdx]
mov rdi, rax
call rdx