c++ 之多态篇（下）----虚表，多态调用-优快云博客

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本文详细探讨了C++中的多态特性，包括纯虚函数的作用，如何实现动态多态调用，以及深入解析虚表的工作原理。通过对这些概念的理解，读者能够更好地掌握C++的多态机制。

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纯虚函数

定义：在成员函数的形参列表后面写上=0，则成员函数为纯虚函数。包含纯虚函数的类叫做抽象类（也叫接口类），抽象类不能实例化出对象。纯虚函数在派生类中重新定义以后，派生类才能实例化出对象。

测试代码：

class Base//抽象类
{
public:
	virtual void FunTest()=0;//纯虚函数
};
class Dervied:public Base
{
public:
    virtual void FunTest()
	{
		cout<<"Dervied::FunTest()"<<endl;
	}
};
int main()
{
	//B b;//会报错
	Dervied d;
	d.FunTest();
      return 0;
}

动态多态调用

测试代码：

class Base
{
public:
  virtual void Fun()
  {
	  cout<<"Base::Fun()"<<endl;
  }
};
class Derived
{
public:
  virtual void Fun()
  {
	  cout<<"Derived::Fun()"<<endl;
  }
};

void FunTest()
{
 Base *pb=new Base;
 pb->Fun();
 pb=(Base*)new Derived;
 pb->Fun();
}
int main()
{
 FunTest();
}

分析如下：

虚表剖析

对于有虚函数的类，编译器都会维护一张虚表，对象的前四个字节就是指向虚表的指针

测试代码：

class CTest 
{
public:      
	CTest()
	{
		iTest = 10;
	}    
	virtual void Fun()
	{}
	
private:       
	int iTest;
};
int main() 
{       
	CTest t;
	t.Fun();
	cout<<sizeof(t)<<endl;     
	return 0; 
}

运行结果为：

具体分析：

所以，Base类对象的对象模型如下：

看一下下面两个例子。

(1)派生类继承基类，没有重写基类的虚函数。

测试代码：

class Base 
{ 
public:          
	Base()
	{
		m_iTest = 10;
	}           
	virtual void FunTest0()
	{
		cout<<"Base::FunTest0()";
	}           
	virtual void FunTest1()
	{
		cout<<"Base::FunTest1()";
	}           
	virtual void FunTest2()
	{
		cout<<"Base::FunTest2()";
	} 
  private:           
	  int m_iTest; 
};
class Derived:public Base 
{
public:          
	virtual void FunTest4()
	{
		cout<<"Derived::FunTest4()";
	}           
	virtual void FunTest5()
	{
		cout<<"Derived::FunTest5()";
	}           
	virtual void FunTest6()
	{
		cout<<"Derived::FunTest6()";
	} 
};
typedef void (*FUN_TEST)();
void FunTest() 
{          
	Base base;          
	cout<< "Base vfptr:"<<endl;          
	for (int iIdx = 0; iIdx < 3; ++iIdx)         
	{                   
		FUN_TEST funTest = (FUN_TEST)(*((int*)*(int *)&base + iIdx));
                   funTest();                   
				   cout<< ": "<<(int *)funTest<<endl;         
	}
          cout<<endl;
          Derived derived;         
		  cout<< "Derived vfptr:"<<endl;           
		  for (int iIdx = 0; iIdx < 6; ++iIdx)         
		  {                  
			  FUN_TEST funTest = (FUN_TEST)(*((int*)*(int *)&derived + iIdx));                  
			  funTest();                   
			  cout<< ": "<<(int *)funTest<<endl;         
		  } 
}
int main()
{
 FunTest();
 return 0;
}

具体分析如下：

Base类的对象：

Derived类的对象：

(2)派生类继承基类，并重写基类的虚函数。

测试代码：

class CBase 
{ 
   public:           
	   virtual void FunTest0()
	   {
		   cout<<"CBase::FunTest0()";
	   }           
	   virtual void FunTest1()
	   {
		   cout<<"CBase::FunTest1()";
	   }           
	   virtual void FunTest2()
	   {
		   cout<<"CBase::FunTest2()";
	   }           
	   virtual void FunTest3()
	   {
		   cout<<"CBase::FunTest3()";
	   }
};
class CDerived:public CBase 
{
public:           
	virtual void FunTest0()
	{
		cout<<"CDerived::FunTest0()" ;
	}           
	virtual void FunTest1()
	{
		cout<<"CDerived::FunTest1()" ;
	}           
	virtual void FunTest4()
	{
		cout<<"CDerived::FunTest4()" ;
	}           
	virtual void FunTest5()
	{
		cout<<"CDerived::FunTest5()" ;
	} 
};
typedef void (*_pFunTest)();
void FunTest() 
{         
	CBase base;           
	for (int iIdx = 0; iIdx < 4; ++iIdx)        
	{                   
		_pFunTest  pFunTest = (_pFunTest)(*(( int*)*(int *)&base + iIdx));                   
		pFunTest();
		cout<< ": "<<(int *)pFunTest<<endl;
    }
     cout<<endl;         
	 CDerived derived;          
	 for (int iIdx = 0; iIdx < 6; ++iIdx)         
	 {                  
		 _pFunTest  pFunTest = (_pFunTest)(*((int*)*(int *)&derived + iIdx));                
		 pFunTest();    
		 cout<< ": "<<(int *)pFunTest<<endl;
	 } 
}
int main() 
{         
	FunTest();            
	return 0;
}

结果分析：

CBase类对象：