实战C++对象模型之成员函数调用

先说结论：C++的类成员函数和C函数实质是一样的，只是C++类成员函数多了隐藏参数this。

通过本文的演示，可以看见这背后的一切，完全可C函数方式调用C++类普通成员函数和C++类虚拟成员函数。

 

为了实现C函数方式调用C++类成员函数，准备两个文件：。

1) 被调用的C++类成员函数源代码文件aaa.cpp

#include  // fprintf

 

class X

{

public:

    void xxx();

 

private:

    int m;

    int n;

};

 

void X::xxx() // bbb.cpp完全以C函数方式调用类X的成员函数xxx

{

    printf("m=%d, n=%d\n", m, n);

}

 

把aaa.cpp编译成共享库：

$ g++ -g -o libaaa.so aaa.cpp -fPIC -shared

 

2) 调用的C++类成员函数源代码文件bbb.cpp

#include  // dlopen

#include  // basename

#include  // fprintf

#include  // exit

#include  // strdup

 

struct X // 对应于aaa.cpp中类X

{

    int m;

    int n;

};

 

// 定义C风格函数指针XXX，使用前让它指向类X的成员函数xxx

typedef void (*XXX)(struct X*); // 参数实为aaa.cpp中类X的this指针

 

// 需要指定一个命令行参数argv[1]，

// 值为aaa.cpp中类X的成员函数xxx的名字，

// 因为C++编译器会对类X的成员函数xxx名字编码，所以实际名字不会是xxx，

// 本文测试环境xxx编码后的名为_ZN1X3xxxEv，

// 不同环境可能有区别，特别是不同编译器通常不同，因为C++标准未对这个做规范。

int main(int argc, char* argv[])

{

    char* prog = strdup(argv[0]);

    if (argc != 2) {

        fprintf(stderr, "Usage: %s symbol-name\n", basename(prog));

        exit(1);

    }

 

    // 为测试方便，两个文件放在同一目录下，省去设置LD_LIBRARY_PATH

    const char* so = "./libaaa.so";

    void* h = dlopen(so, RTLD_NOW); // 加载类X所在共享库文件

    if (NULL == h) {

        fprintf(stderr, "dlopen %s failed: %s\n", so, dlerror());

        exit(1);

    }

 

    XXX xxx = (XXX)dlsym(h, argv[1]); // 取和类X的类成员函数xxx的函数地址，以便可以调用它

    if (NULL == xxx) {

        fprintf(stderr, "dlsym %s failed: %s\n", argv[1], dlerror());

        exit(1);

    }

 

    // 第1组测试数据

    struct X x1;

    x1.m = 19;

    x1.n = 18;

    (*xxx)(&x1); // 这里完全以C函数方式调用类X的类成员函数xxx

 

    // 第2组测试数据

    struct X x2;

    x2.m = 2019;

    x2.n = 2018;

    (*xxx)(&x2); // 这里完全以C函数方式调用类X的类成员函数xxx

 

    // 第3组测试数据

    x2.m = 29;

    x2.n = 28;

    (*xxx)(&x2); // 这里完全以C函数方式调用类X的类成员函数xxx

 

    return 0;

}

 

把bbb.cpp编译成可执行程序：

$ g++ -g -o bbb bbb.cpp -ldl

 

执行bbb，看看效果，运行结果和预计完全一致：

$ ./bbb _ZN1X3xxxEv

m=19, n=18

m=2019, n=2018

m=29, n=28

 

以更优雅方式运行：

$ ./bbb `nm libaaa.so | awk /xxx/'{print $3}'`

m=19, n=18

m=2019, n=2018

m=29, n=28

 

对于类虚拟成员函数，做法是一样的，只是bbb.cpp中的struct X定义得改一下，因为有虚拟函数的类的头一个指针大小为指向虚拟函数表的指针。

 

包含虚拟函数的aaa.cpp：

#include  // fprintf

 

class X

{

public:

    virtual void xxx(); // 编码后的函数名和是否为虚拟函数无关

 

private:

    int m;

    int n;

};

 

void X::xxx() // bbb.cpp完全以C函数方式调用类X的成员函数xxx

{

    printf("m=%d, n=%d\n", m, n);

}

 

bbb.cpp只需修改struct X的定义：

struct X // 对应于aaa.cpp中类X

{

    void* p; // 对应aaa.cpp中类X的虚拟函数表指针

    int m;

    int n;

};

 

 

其它操作步骤完全相同，运行同样可得到预期的结果。