C++中，在对象的虚函数表中，无法通过虚函数地址调用虚析构函数？

Question

C++中，对于包含虚函数的类，编译器都会为其分配至少一个虚函数表，里面存储着虚函数的地址。那么按道理，可以通过在虚函数表中取得虚函数的地址，来调用对象的虚函数。

但是我只能在虚函数表中找到非虚析构函数的地址，并且可以通过函数指针正常调用，而且虚函数表的大小是非虚析构函数的个数。

这段代码可以正常运行

#include <iostream>
using namespace std;

// 定义一个指向虚析构函数的指针类型
typedef void (*func)(void);

// 基类
class Base {
public:

    // 虚析构函数
    virtual void print() {
        cout << "Base print" << endl;
    }
};

// 派生类
class Derived : public Base {
public:
    // 虚析构函数
    virtual ~Derived() {
        cout << "Derived destructor" << endl;
    }
};

int main() {
    // 创建一个派生类对象
    Derived obj;

    typedef void (*func)(void);

    int ** vptb = (int **)(&obj);

    func fn = func((int *)vptb[0][0]);
    fn();

    return 0;
}

而下面的代码，运行会出现非法内存访问的错误

#include <iostream>
using namespace std;

// 定义一个指向虚析构函数的指针类型
typedef void (*func)(void);

// 基类
class Base {
public:

    // 虚析构函数
    virtual ~Base() {
        cout << "Base destructor" << endl;
    }
};

// 派生类
class Derived : public Base {
public:
    // 虚析构函数
    virtual ~Derived() {
        cout << "Derived destructor" << endl;
    }
};

int main() {
    // 创建一个派生类对象
    Derived obj;

    typedef void (*func)(void);

    int ** vptb = (int **)(&obj);

    func fn = func((int *)vptb[0][0]);
    fn();

    return 0;
}

请问这是为什么呢，为什么会找不到虚析构函数呢？

Answer 1

你这个程序已经不能按照 C++ 来解释了。从 C++ 的观点来看，里面充斥了未定义行为，完全就是一个错误的程序。

下面从编译器的具体实现的角度，看看有哪些可能的问题。由于是看编译器的具体实现，那么不同的编译器的实现可能就是不同的。所以下面也就是一个大概思路。

虚表的位置和组织方式在不同的编译器中会有不同。具体现在所使用编译器是怎么组织的，可以看一眼实际虚函数调用的汇编代码，大概就可以猜到。然后可以根据汇编在写程序模拟。

函数是有不同的“调用协议”的。（这个不是 C++ 规定的，完全是实现细节，同样不同的编译器、操作系统(windos, linux)、体系结构(x86,arm)都会不同。）所谓调用协议，大概就是参数放在什么地方（寄存器、堆栈），如果放堆栈里那么是怎么排列的（从左向右入栈还是从右向左），调用结束之后是由被调函数还是主调函数清理堆栈等等。类成员函数由于比普通函数多了一个 “this” 参数，所以通常调用协议与普通函数是不一样的。你程序里定义的 func 是一个普通函数，用它来调用成员函数肯定是不行的，因为调用协议不一样。

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我觉得要了解虚表，不如写一个实际用到虚函数的程序，然后看看实际生成的汇编是什么样子的。