先给出一段代码实现
#include <iostream> using namespace std; class animal { protected: int age; public: virtual void print_age(void) = 0; }; class dog : public animal { public: dog() {this -> age = 2;} ~dog() { } virtual void print_age(void) {cout<<"Wang, my age = "<<this -> age<<endl;} }; class cat: public animal { public: cat() {this -> age = 1;} ~cat() { } virtual void print_age(void) {cout<<"Miao, my age = "<<this -> age<<endl;} }; int main(void) { cat kitty; dog jd; animal * pa; int * p = (int *)(&kitty); int * q = (int *)(&jd); p[0] = q[0]; pa = &kitty; pa -> print_age(); return 0; }【源代码输出】
代码输出是 Wang, my age = 1;
假设将 p[0] = q[0]; 换为 p[1] = q[1]; 则输出为 Miao, my age = 2。
【源代码分析】
首先,这是一个取巧的改变虚表指针的办法,它利用了C++的对象模型的特点。我们知道,一个类有了虚函数后。它会有一个虚表来维护虚函数和一个虚表指针__vptr来指向它。而这个程序利用的即是改变虚指针的指向。它首先&kitty,而且转换为int*,获得cat类的虚表首地址,相同&jd获得dog类的虚表地址,而p[0] = q[0]令指向cat的虚表首地址。一下就变成了指向dog类的虚表首地址,然后基类获取到了这个指向dog类的kitty,调用虚方法则自然调用到了dog的print_age,然后这里的age则依旧保留的是cat的。由于你仅仅是改变了虚指针指向的虚表地址,不影响member
data。
重中之重,记住一个点:类对象的首地址是虚函数指针地址,其次是变量地址。改变对象指针类型,将改变实函数,改变对象指针变量,将改变虚函数与成员变量。
其次,这代码不但依赖某些C++编译器的行为,还依赖平台的指针宽度是32位。
int * p = (int *)(&kitty);
int * q = (int *)(&jd);
p[0] = q[0];
这几句不应该用int*,而应该用intptr_t*才对。这样才干保证拷贝的是一个指针宽度的数据。而不是一个int宽度的数据。
在32位平台上。int一般是32位,而指针是32位,所以正好匹配了,程序能正常执行;
在64位平台上,假设是流行的LP64模型。int是32位而指针是64位,这里实际上仅仅拷贝了指针的一半。程序是否能正常执行就看运气了。
假设是在一个64位且小端(little endian)的平台上,那这代码拷贝的是指针的低32位。非常可能会运气好能正常执行,由于dog类与cat类的vtable可能正好在内存里处于非常近的位置,它们的地址的高32位可能正好同样,地址不同的地方都在低32位。这样这个程序就运气好能正常执行。
假设是在一个64位且大端(big endian)的平台上。那这段代码拷贝的是指针的高32位,那就全然达不到效果了。
最后。这样的题还有非常多玩法。比如说一种简单的玩法是像这样:
#include <iostream> using namespace std; class animal { protected: int age; public: virtual void print_age(void) = 0; }; class dog : public animal { public: dog() {this -> age = 2;} ~dog() { } virtual void print_age(void) {cout<<"Wang, my age = "<<this -> age<<endl;} }; class cat: public animal { public: cat() {this -> age = 1;} ~cat() { } virtual void print_age(void) {cout<<"Miao, my age = "<<this -> age<<endl;} }; int main(void) { cat kitty; dog jd; animal * pa; int * p = (int *)(&kitty); int * q = (int *)(&jd); p[0] = q[0]; pa = &kitty; pa -> print_age(); return 0; }直接整个vtable伪造出来然后想往里面填啥就填啥。