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c++类成员函数指针

时间：2021-02-07 23:53:23

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c++类成员函数指针

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提出疑问

首先问大家一句，什么是函数指针？

肯定有的人会这样回答，函数指针？不就是指向函数地址的一个指针吗？或者就是一个存放着一个函数首地址的变量？

当然，那些有点底层基础的肯定会这样说，函数就是一堆连续的机器码，而函数指针，就是存放了这堆连续机器码首地址的变量。

详细了解函数指针（因为这里主要讲成员函数指针原理）：

c/c++函数指针（Hook前奏1）

c/c++ typedef定义函数指针（Hook前奏2）

那么大家是不是回答的时候，考虑的地方是不是仅仅局限于一般的函数？？？？那么成员函数呢？？？

为什么得强调成员函数呢？因为成员函数包括了虚函数和非虚函数（这里涉及虚表问题，可以先简单看看列出的虚函数系列，否则接下来问题会有点难以接受。）

虚函数系列：

详解虚函数的实现过程之初探虚表（1）

详解虚函数的实现过程之单继承（2）

详解虚函数的实现过程之多重继承（3）

详解虚函数的实现过程之虚基类（4）

详解虚函数的实现过程之菱形继承（5）

c++层面

首先，上两份成员函数指针代码

非虚函数

#include<iostream>using namespace std;class a {public:int add(int a, int b) {return a + b;}};typedef int (a::* pClassFun)(int, int);int main() {pClassFun pointer = &a::add;a aa;cout << (aa.*pointer)(10, 20);}

虚函数

#include<iostream>using namespace std;class a {public:virtual int add(int a, int b) {return a + b;}};typedef int (a::* pClassFun)(int, int);int main() {pClassFun pointer = &a::add;a aa;cout << (aa.*pointer)(10, 20);}

一般：

int (*pointer)(int, int); // 声明函数指针这里，pointer指向的函数类型是int (int, int)，即函数的参数是两个int型，返回值也是int型。

注：pointer两端的括号必不可少，如果不写这对括号，则pointer是一个返回值为int* 的函数。

成员函数指针：

int (A::*pf)(int, int); // 声明一个成员函数指针，这里A::*pf两端的括号也是必不可少的，如果没有这对括号，则pf是一个返回A类数据成员（int型）指针的函数。

注意：和普通函数指针不同的是，在成员函数和指向该成员的指针之间不存在自动转换规则。

pf = &A::add;//正确：必须显式地使用取址运算符（&）

pf = A::add;// 错误

当我们初始化一个成员函数指针时，其指向了类的某个成员函数，但并没有指定该成员所属的对象——直到使用成员函数指针时，才提供成员所属的对象。

仔细观察后，除了一个有virtual，一个没有virtual，其它的都一样。是的，事实的确如此。

ida动调分析

我把所写的代码，然后生成可执行程序后，拖入ida进行分析一番

首先分析

非虚函数

看了一下，它俩的汇编代码，主要是经过一个判断跳，如果是虚函数的话，那么它的寻址是比较复杂的（即跳到那个寻址比较多的代码），如果是非虚函数的话，那么它的寻址是超级简单

非虚函数执行完call _main 之后直接去取出这个成员函数的地址

地址里面直接是函数的主体，毫无疑问，取出来的就是函数地址

虚函数

看了一下反编译代码差不多，找到关键点（同一个位置的判断跳转，只是命名不同），jz short loc_401427，而这个判断跳转取决于上面取出来的eax值，接下来动调一下，

虚函数执行完call _main 之后又多执行了几行代码

.text:004013FA mov[ebp+var_10], 1.text:00401401 mov[ebp+var_C], 0.text:00401408 leaeax, [ebp+var_28].text:0040140B mov[esp], eax.text:0040140E call __ZN1aC1Ev ; a::a(void)

然后取出地址的时候，并非直接取，而是又调用了一个函数，进行一系列的操作

call __ZN1aC1Ev

:00410EFC push ebp.text:00410EFD movebp, esp.text:00410EFF moveax, [ebp+arg_0].text:00410F02 movdword ptr [eax], offset off_4469B8.text:00410F08 popebp.text:00410F09 retn

然后取地址也就这一行

movdword ptr [eax], offset off_4469B8

但是我们跟随一下，它是不是函数主体呢？

毫无疑问，不是。。。。所以这里取出来的是虚表的地址，再进一层，所以这个4469B8是虚表的地址。

才找到函数主体

而且我们要看的是返回值，因为只有返回值才会赋值给我们的函数指针，并非看[eax]，而是看eax，

执行完.text:00410EFF mov eax, [ebp+arg_0]

发现eax里面的值是0x64ff18，看了一下也就是指针的地址。。

（就是从函数外面把函数指针的地址当做参数传进去，然后把虚表地址放在指针里面，也就是把它当做虚表指针来使用。。记住，这个指针里面存放的不是函数的地址，而是虚表地址。）然后指针里面的值存放的是虚表的地址，虚表里面又放着虚函数的地址。

edx里面存放的是虚表的地址，然后再进行取内容，即取到了函数的地址，作为参数传过去。至于这加减操作，也就是虚表里面不一定只存放着一个虚函数的地址。。因为eax存放着偏移+1值，这里eax刚开始是既可以用作判断跳转，又可以当虚表偏移，所以加上eax值后必须自减1，回到正确的偏移

近一步解释

c++代码

#include<iostream>using namespace std;class a {public:virtual int add(int a, int b) {return a + b;}virtual int decrease(int a, int b) {return a - b;}};typedef int (a::* pClassFun)(int, int);int main() {pClassFun pointer = &a::add;a aa;cout << (aa.*pointer)(10, 20);pClassFun pointer1 = &a::decrease;cout << (aa.*pointer1)(20, 10);}