【C++学习笔记】深入理解虚函数和多态

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1. 基本概念

1.1 虚函数

类的成员函数，并不占用类对象的内存空间。

类中有虚函数，编译器会向类中插入一个看不见的成员变量，类似下面的伪代码：

class A
{
	public:
		void *vptr; //虚函数表指针（virtual table pointer）
		//......
};

这个看不见的成员变量，就叫虚函数表指针

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1.2 虚函数表

虚函数表的生成时机：
在编译过程中，当类A中虚函数个数≥1个，编译器就会为类A生成一个虚函数表（virtual table），这个虚函数表会一直伴随着类A，编译完成，在程序执行的时候，也会被加载到内存中。

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1.3 虚函数表指针

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1.4 虚函数表在支持多态方面的工作原理

多态必须存在虚函数，没有虚函数，绝不可能存在多态

从代码实现上：

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class Base
{
	public:
	virtual void myvirfunc(){}
};

int main()
{
	Base*pa = new Base();
	pa->myvirfunc();//这是不是多态，是多态的

	Base base;
	base.myvirfunc();//这个就不是多态的

	Base* ybase = &base;
	ybase->myvirfunc();//这个也是多态
}

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从表现形式上：

1. 程序中既存在父类也存在子类，父类中必须含有虚函数，子类中也必须重写父类中的虚函数。
2. 父类指针指向子类对象，或者父类引用绑定（指向）子类对象。
3. 当通过父类的指针或引用，调用子类中重写的虚函数时，就能看出多态性的表现了。

class Derive:public Base
{
public:
virtual void myvirfunc(){}
}；
/父类指针指向子类对象
Derive derive;
Base*pbase =&derive;
pbase->myvirfunc();//Derive:myvirfunc()
/或者
Base*pbase2=new Derive();//释放内存请自行释放，在这里没演示
pbase2->myvirfunc();//Derive:myvirfunc()
//父类用绑定（指向）子类对象
Derive derive2;
Base&yinbase derive2;
yinbase.myvirfunc();//Derive:myvirfunc()

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2. 类对象在内存中的布局

TBD.

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参考

【1】C++ 多态
【2】C++ 一篇搞懂多态的实现原理
【3】C++ 多态 超详细讲解
【4】[C++]：万字超详细讲解多态以及多态的实现原理（面试的必考的c++考点）
【5】CPU眼里的：多态
【6】C++语言面试中，如何深入理解虚函数和多态？
【7】侯捷谈虚函数与多态（上）
【8】侯捷谈虚函数与多态（下）