Punteros a funciones de miembros virtuales. ¿Como funciona?

Question

Consideremos el siguiente código C++:

class A 
{ 
public: 
     virtual void f()=0; 
}; 


int main() 
{ 
    void (A::*f)()=&A::f; 
} 

Si tendría que adivinar, diría que & A :: f en este contexto significaría "la dirección de aplicación de la f de A()", ya que no hay una separación explícita entre los punteros a las funciones de miembros regulares y las funciones de miembros virtuales. Y dado que A no implementa f(), eso sería un error de compilación. Sin embargo, no lo es.

Y no solo eso. El siguiente código:

void (A::*f)()=&A::f; 
A *a=new B;   // B is a subclass of A, which implements f() 
(a->*f)(); 

realmente llamará a B :: f.

¿Cómo sucede?

Answer 1

Aquí hay demasiada información acerca de los punteros de función de miembro. Hay algunas cosas sobre las funciones virtuales en "Los compiladores bien comportados", aunque IIRC cuando leí el artículo estaba desdibujando esa parte, ya que el artículo trata realmente de implementar delegados en C++.

http://www.codeproject.com/KB/cpp/FastDelegate.aspx

La respuesta corta es que depende del compilador, pero una posibilidad es que el puntero de función miembro se implementa como una estructura que contiene un puntero a una función "thunk" que hace la llamada virtual.

Answer 2

Funciona porque el estándar dice que así es como debería suceder. Hice algunas pruebas con GCC, y resulta que para las funciones virtuales, GCC almacena el desplazamiento de la tabla virtual de la función en cuestión, en bytes.

struct A { virtual void f() { } virtual void g() { } }; 
int main() { 
    union insp { 
    void (A::*pf)(); 
    ptrdiff_t pd[2]; 
    }; 
    insp p[] = { { &A::f }, { &A::g } }; 
    std::cout << p[0].pd[0] << " " 
      << p[1].pd[0] << std::endl; 
} 

Eso productos de los programas 1 5 - los desplazamientos de bytes de las entradas de la tabla virtuales de esas dos funciones. Sigue el Itanium C++ ABI, which specifies that.

Answer 3

No estoy del todo seguro, pero creo que es solo un comportamiento polimórfico regular. Creo que &A::f significa realmente la dirección del puntero a la función en el vtable de la clase, y es por eso que no está obteniendo un error de compilación. El espacio en el vtable todavía está asignado, y esa es la ubicación que realmente está recuperando.

Esto tiene sentido porque las clases derivadas esencialmente sobrescriben estos valores con punteros a sus funciones. Esta es la razón por la cual (a->*f)() funciona en su segundo ejemplo: f hace referencia al vtable que se implementa en la clase derivada.