C++中的虚函数的作用主要是实现了多态的机制。C++的虚函数主要通过虚表实现，虚表中存储有虚函数的入口地址，如果能改写虚表中地址则能控制程序执行流程，下面通过实际代码看一下虚函数的底层实现。

1、实验环境

Windows 7 X64

Visual C++ 6.0

IDA Pro 7.0

2、实验步骤

2.1 编译源代码

使用Visual C++ 6.0编译如下代码。

#include "stdafx.h"  #include "iostream.h"     class MyClass  {  public:  char buf[200];  virtual void test1(void)  {  cout<<"virtual functions test1()."<<endl;  }     virtual void test2(void)  {  cout<<"virtual functions test2()."<<endl;  }     virtual void test3(void)  {  cout<<"virtual functions test3()."<<endl;  }     // 构造函数  MyClass()  {  printf("This is constructor.n");     // 打印所有虚函数的地址  printf("%pn",&MyClass::test1);  printf("%pn",&MyClass::test2);  printf("%pnn",&MyClass::test3);  }     // 析构函数  ~MyClass()  {  printf("This is destructor.n");  }  };     int main(int argc,char*argv[])  {  printf("start of main()!nn");     MyClass obj1,obj2;  char *p_vtable;  p_vtable=obj1.buf-4;//point to virtual table  int pTemp =*(int *)(p_vtable);  printf("p_vtable = 0x%Xn",pTemp);//得到虚函数表的地址ؖ  printf("virtual function 1 address = 0x%Xn",*(int *)pTemp);  printf("virtual function 2 address = 0x%Xn",*((int *)(pTemp+4)));  printf("virtual function 3 address = 0x%Xnn",*((int *)(pTemp+8)));        p_vtable=obj2.buf-4;//point to virtual table  pTemp =*(int *)(p_vtable);  printf("p_vtable = 0x%Xn",pTemp);  printf("virtual function 1 address = 0x%Xn",*(int *)pTemp);  printf("virtual function 2 address = 0x%Xn",*((int *)(pTemp+4)));  printf("virtual function 3 address = 0x%Xnn",*((int *)(pTemp+8)));        printf("end of main()!n");  return0;  }

运行结果如图1所示，可见对象obj1的虚表中数值和对象obj2相同。

图1 结果输出

如图2所示为VC++调试时查看内存变量的窗口，可见对象obj1和obj2均存在一个__vfptr变量，值为0x00426110；该变量类型为指针，如图3所示。

从图2中可以查看，对象1的buf变量的地址为0x0018fe74，对象2的buf变量的地址为0x0018fda8，两个对象的buf变量地址并不相同，互不影响。

图2 VC调试窗口

图3 查看变量__vfptr的属性

如图4所示，查看0x00426110处内存，可见有3个地址值，分别为0x0040101E、0x00401019、0x00401014。

图4 Memory窗口

2.2 查看反汇编结果

我们使用IDA Pro查看0x0040101E处的内容，如图5所示，该二进制函数只要一条指令，即跳转到sub_401250。

图5 0x0040101E处内容

图6 0x00401019处内容

如图7所示，二进制函数sub_401340即为虚函数test1(void)。

图7 sub_401340二进制函数

综上，我们可知虚函数表是类对象之间共享的，而非每个对象都保存了一份，虚函数的实现如图8所示。

图8 虚函数的实现

3、参考文献

《0day安全》