在网上看到一个非常热的帖子，里面是这样的一个问题：

#include <iostream> using namespace std; class Base { public: int m_base; virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; } virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; } }; class Derive : public Base { int m_derived; }; typedef void(*Fun)(void); void main() { Base *d = new Derive; Fun pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(d)+0); printf("&(Base::f): 0x%x /n", &(Base::f)); printf("&(Base::g):0x%x /n", &(Base::g)); printf("pFun: 0x%x /n", pFun); pFun(); }

     在打印的时候发现pFun的地址和 &(Base::f)的地址竟然不一样太奇怪了？经过一番深入研究，终于把这个问题弄明白了。下面就来一步步进行剖析。

      根据VC的虚函数的布局机制，上述的布局如下：

        然后我们再细细的分析第一种方式：

         Fun pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(d)+0);

d是一个类对象的地址。而在32位机上指针的大小是4字节，因此*(int*)(&d)取得的是vfptr，即虚表的地址。从而*((int*)*(int*)(&d)+0)是虚表的第1项，也就是Base::f()的地址。事实上我们得到了验证，程序运行结果如下：

这说明虚表的第一项确实是虚函数的地址，上面的VC虚函数的布局也确实木有问题。

      但是，接下来就引发了一个问题，为什么&(Base::F）和PFun的值会不一样呢？既然PFun的值是虚函数f的地址，那&(Base::f)又是什么呢？带着这个问题，我们进行了反汇编。

printf("&(Base::f): 0x%x /n", &(Base::f));

    00401068  mov         edi,dword ptr [__imp__printf (4020D4h)] 

    0040106E  push        offset Base::`vcall'{0}' (4013A0h) 

    00401073  push        offset string "&(Base::f): 0x%x /n" (40214Ch) 

    00401078  call        edi  

printf("&(Base::g): 0x%x /n", &(Base::g));

    0040107A  push        offset Base::`vcall'{4}' (4013B0h) 

    0040107F  push        offset string "&(Base::g): 0x%x /n" (402160h) 

    00401084  call        edi  

那么从上面我们可以清楚的看到:

     Base::f 对应于Base::`vcall'{0}' (4013A0h) 

     Base::g对应于Base::`vcall'{4}' (4013B0h)

那么Base::`vcall'{0}'和Base::`vcall'{4}'到底是什么呢，继续进行反汇编分析

Base::`vcall'{0}':

    004013A0  mov         eax,dword ptr [ecx] 

    004013A2  jmp         dword ptr [eax]  

      ......

Base::`vcall'{4}':

    004013B0  mov         eax,dword ptr [ecx] 

    004013B2  jmp         dword ptr [eax+4] 

     第一句中, 由于ecx是this指针, 而在VC中一般虚表指针是类的第一个成员, 所以它是把vfptr, 也就是虚表的地址存到了eax中. 第二句

相当于取了虚表的某一项。对于Base::f跳转到Base::`vcall'{0}'，取了虚表的第1项；对于Base::g跳转到Base::`vcall'{4}'，取了虚表第2项。由此都能够正确的获得虚函数的地址。

      由此我们可以看出，vc对此的解决方法是由编译器加入了一系列的内部函数"vcall". 一个类中的每个虚函数都有一个唯一与之对应的vcall函数，通过特定的vcall函数跳转到虚函数表中特定的表项。

     更深一步的进行讨论，考虑多态的情况，将代码改写如下：

#include <iostream> using namespace std; class Base { public: virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; } virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; } }; class Derive : public Base{ public: virtual void f() { cout << "Derive::f" << endl; } virtual void g() { cout << "Derive::g" << endl; } }; typedef void(*Fun)(void); void main() { Base *d = new Derive; Fun pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(d)+0); printf("&(Base::f): 0x%x /n", &(Base::f)); printf("&(Base::g): 0x%x /n", &(Base::g)); printf("&(Derive::f): 0x%x /n", &(Derive::f)); printf("&(Derive::g): 0x%x /n", &(Derive::g)); printf("pFun: 0x%x /n", pFun); pFun(); } 

打印的时候表现出来了多态的性质：

分析可知原因如下：

      这是因为类Derive的虚函数表的各项对应的值进行了改写(rewritting)，原来指向Based::f()的地址变成了指向Derive::f()，原来指向Based::g()的地址现在编变成了指向Derive::g()。

反汇编代码如下：

printf("&(Derive::f): 0x%x /n", &(Derive::f));

    00401086  push        offset Base::`vcall'{0}' (4013B0h) 

    0040108B  push        offset string "&(Derive::f): 0x%x /n" (40217Ch) 

    00401090  call        esi  

printf("&(Derive::g): 0x%x /n", &(Derive::g));

    00401092  push        offset Base::`vcall'{4}' (4013C0h) 

    00401097  push        offset string "&(Derive::g): 0x%x /n" (402194h) 

    0040109C  call        esi 

      因此虽然此时Derive::f依然对应Base::`vcall'{0}',而 Derive::g依然对应Base::`vcall'{4}'，但是由于每个类有一个虚函数表，因此跳转到的虚表的位置也发生了改变，同时因为进行了改写，虚表中的每个slot项的值也不一样。

稍微总结一下：

在VC中有两种方法调用虚函数，一种是通过虚表，另外一种是通过vcall thunk的方式

通过虚表的方式：

       base *d = new Derive;

       d->f();

               004115FA  mov         eax,dword ptr [d]
              004115FD  mov         edx,dword ptr [eax] 
              004115FF  mov         esi,esp 
              00411601  mov         ecx,dword ptr [d]
              00411604  mov         eax,dword ptr [edx]
              00411606  call        eax 
              00411608  cmp         esi,esp
              0041160A  call        @ILT+470(__RTC_CheckEsp) (4111DBh)

 这种方式的应用环境是通过类对象的指针或引用来调用虚函数

通过vcall thunk的方式：

       typedef void (Base::* func1)( void );

       base *d = new Derive;

       func1 pFun1 = &Base::f;

       (d->*pFun1)();

                004115A9  mov         dword ptr [pFun1],offset Base::`vcall'{0}' (4110C3h)
                004115B0  mov         esi,esp
                004115B2  lea          ecx,[d]
                004115B5  call          dword ptr [pFun1]
                004115B8  cmp         esi,esp
                004115BA  call        @ILT+460(__RTC_CheckEsp) (4111D1h) 

  这种方式对应的应用环境是通过类成员函数的指针来调用虚函数