理解数据成员指针、函数成员指针

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1. 数据成员指针

对于普通指针变量来说，其值是它所指向的地址，0表示空指针。

而对于数据成员指针变量来说，其值是数据成员所在地址相对于对象起始地址的偏移值，空指针用-1表示。例：

代码示例：

struct X {int a;int b; }; #define VALUE_OF_PTR(p) (*(long*)&p) int main() { int X::*p = 0; // VALUE_OF_PTR(p) == -1 p = &X::a; // VALUE_OF_PTR(p) == 0 p = &X::b; // VALUE_OF_PTR(p) == 4 return 0; }

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2. 函数成员指针

函数成员指针与普通函数指针相比，其size为普通函数指针的两倍（x64下为16字节），分为：ptr和adj两部分。

(1) 非虚函数成员指针

ptr部分内容为函数指针（指向一个全局函数，该函数的第一个参数为this指针），adj部分始终为0。例：

代码示例：

extern "C" int printf(const char*, ...); struct B { void foo() { printf("B::foo(): this = 0x%p\n", this); } }; struct D : public B { void bar() { printf("D::bar(): this = 0x%p\n", this); } }; void (B::*pbfoo)() = &B::foo; // ptr: points to _ZN1B3fooEv, adj: 0 void (D::*pdfoo)() = &D::foo; // ptr: points to _ZN1B3fooEv, adj: 0 void (D::*pdbar)() = &D::bar; // ptr: points to _ZN1D3barEv, adj: 0 extern "C" void _ZN1B3fooEv(B*); extern "C" void _ZN1D3barEv(D*); #define PART1_OF_PTR(p) (((long*)&p)[0]) #define PART2_OF_PTR(p) (((long*)&p)[1]) int main() { printf("&B::foo->ptr: 0x%lX\n", PART1_OF_PTR(pbfoo)); printf("&B::foo->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pbfoo)); // 0 printf("&D::foo->ptr: 0x%lX\n", PART1_OF_PTR(pdfoo)); printf("&D::foo->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pdfoo)); // 0 printf("&D::bar->ptr: 0x%lX\n", PART1_OF_PTR(pdbar)); printf("&D::bar->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pdbar)); // 0  D* d = new D(); d->foo(); _ZN1B3fooEv(d); // equal to d->foo() d->bar(); _ZN1D3barEv(d); // equal to d->bar() return 0; }

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(2) 虚函数成员指针

ptr部分内容为虚函数对应的函数指针在虚函数表中的偏移地址加1（之所以加1是为了用0表示空指针），而adj部分为调节this指针的偏移字节数。例：

说明：

A和B都没有基类，但是都有虚函数，因此各有一个虚函数指针（假设为vptr）。
C同时继承了A和B，因此会继承两个虚函数指针，但是为了节省空间，C会与主基类A公用一个虚函数指针（即上图中vptr1），继承自B的虚函数指针假设为vptr2。
C没有重写继承自A和B的虚函数，因此在C的虚函数表中存在A::foo和B::bar函数指针（如果C中重写了foo()，则C的虚函数表中A::foo会被替换为C::foo）。
C中有两个虚函数指针vptr1和vptr2，相当于有两张虚函数表。
A::foo（C::foo）、B::Bar（C::bar）都在虚函数表中偏移地址为0的位置，因此ptr为1（0+1=1）。而C::quz在偏移为8的位置，因此ptr为9（8+1=9）。
当我们使用pc调用C::bar()时，如：“(pc->*pcbar)()”，实际上调用的是B::bar()（即_ZN1B3barEv(pc)），pc需要被转换为B*类型指针，因此需要对this指针进行调节（调节至pb指向的地址），因此adj为8。

代码示例：

extern "C" int printf(const char*, ...); struct A { virtual void foo() { printf("A::foo(): this = 0x%p\n", this); } }; struct B { virtual void bar() { printf("B::bar(): this = 0x%p\n", this); } }; struct C : public A, public B { virtual void quz() { printf("C::quz(): this = 0x%p\n", this); } }; void (A::*pafoo)() = &A::foo; // ptr: 1, adj: 0 void (B::*pbbar)() = &B::bar; // ptr: 1, adj: 0 void (C::*pcfoo)() = &C::foo; // ptr: 1, adj: 0 void (C::*pcquz)() = &C::quz; // ptr: 9, adj: 0 void (C::*pcbar)() = &C::bar; // ptr: 1, adj: 8 #define PART1_OF_PTR(p) (((long*)&p)[0]) #define PART2_OF_PTR(p) (((long*)&p)[1]) int main() { printf("&A::foo->ptr: 0x%lX, ", PART1_OF_PTR(pafoo)); // 1 printf("&A::foo->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pafoo)); // 0 printf("&B::bar->ptr: 0x%lX, ", PART1_OF_PTR(pbbar)); // 1 printf("&B::bar->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pbbar)); // 0 printf("&C::foo->ptr: 0x%lX, ", PART1_OF_PTR(pcfoo)); // 1 printf("&C::foo->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pcfoo)); // 0 printf("&C::quz->ptr: 0x%lX, ", PART1_OF_PTR(pcquz)); // 9 printf("&C::quz->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pcquz)); // 0 printf("&C::bar->ptr: 0x%lX, ", PART1_OF_PTR(pcbar)); // 1 printf("&C::bar->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pcbar)); // 8 return 0; }

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