c++笔记03 虚函数的作用和实现原理

本文详细阐述了C++虚函数的作用,包括实现多态的机制。讲解了虚函数表(vtbl)的运用,以及如何通过vptr指向正确的函数。重点介绍了构造函数、析构函数和拷贝赋值运算符在vptr设置中的角色。同时涉及RTTI运行时类型识别在多态中的作用。

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C++虚函数的作用和实现原理

作用

实现多态

什么是多态

官方说法:
接口的多种不同的实现方式即为多态。
多态性是允许你将父对象设置成为一个或更多的他的子对象相等的技术。
我们在程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量的方法调用在编程的时候并不确定,当处于运行期间才确定。就是这个引用变量究竟指向哪一个实例对象,在编译期间是不确定的,只有运行期才能确定,这样不用修改源码就可以把变量绑定到不同的类实例上,让程序拥有了多个运行状态,这就是多态。

实现原理

1.每一个class产生一堆指向虚函数的指针,放在表格之中。这个表格称之为虚函数表(virtual table,vtbl)。
2.每一个对象被添加了一个指针,指向相关的虚函数表vtbl。通常这个指针被称为vptr。vptr的设定(setting)和重置(resetting)都由每一个class的构造函数,析构函数和拷贝赋值运算符自动完成。
另外,虚函数表地址的前面设置了一个指向type_info的指针,RTTI(Run Time Type Identification)运行时类型识别是有编译器在编译器生成的特殊类型信息,包括对象继承关系,对象本身的描述,RTTI是为多态而生成的信息,所以只有具有虚函数的对象在会生成

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