一、继承与虚函数表
1.单继承无重写
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day44.2-虚函数表作业中详细说过，这里只说结论
class Base{ public: virtual void Function_1(){ printf("Base:Function_1...\n"); } virtual void Function_2(){ printf("Base:Function_2...\n"); } virtual void Function_3(){ printf("Base:Function_3...\n"); } }; class Sub:public Base{ public: virtual void Function_4(){ printf("Sub:Function_4...\n"); } virtual void Function_5(){ printf("Sub:Function_5...\n"); } virtual void Function_6(){ printf("Sub:Function_6...\n"); } };
2.单继承有重写
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如图所示：
class Base{ public: virtual void Function_1(){ printf("Base:Function_1...\n"); } virtual void Function_2(){ printf("Base:Function_2...\n"); } virtual void Function_3(){ printf("Base:Function_3...\n"); } }; class Sub:public Base{ public: virtual void Function_1(){ printf("Sub:Function_1...\n"); } virtual void Function_2(){ printf("Sub:Function_2...\n"); } virtual void Function_6(){ printf("Sub:Function_6...\n"); } };
3.多继承无重写
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如图所示：如果Sub有两个父类Base1和Base2，那么就有两个虚函数表：第一个虚表中有Base1和Sub中的虚函数地址，第二个虚表中有Base2中的虚函数地址。所以Sub对象的大小就会多出来8字节
class Base1{ public: virtual void Fn_1(){ printf("Base1:Fn_1...\n"); } virtual void Fn_2(){ printf("Base1:Fn_2...\n"); } }; class Base2{ public: virtual void Fn_3(){ printf("Base2:Fn_3...\n"); } virtual void Fn_4(){ printf("Base2:Fn_4...\n"); } }; class Sub: public Base1,public Base2{ public: virtual void Fn_5(){ printf("Sub:Fn_5...\n"); } virtual void Fn_6(){ printf("Sub:Fn_6...\n"); } };
4.多继承有重写
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如图所示：同样有两个虚函数表：第一个虚表中有Base1中的没有函数覆盖的虚函数地址和Sub中重写Base1中虚函数地址以及Sub自己的虚函数地址，第二个虚表中有Base2中没有函数覆盖的虚函数地址和Sub中重写Base2中虚函数地址。所以Sub对象大小就会多出来8字节
class Base1{ public: virtual void Fn_1(){ printf("Base1:Fn_1...\n"); } virtual void Fn_2(){ printf("Base1:Fn_2...\n"); } }; class Base2{ public: virtual void Fn_3(){ printf("Base2:Fn_3...\n"); } virtual void Fn_4(){ printf("Base2:Fn_4...\n"); } }; class Sub:public Base1,public Base2{ public: virtual void Fn_1(){ printf("Sub:Fn_1...\n"); } virtual void Fn_3(){ printf("Sub:Fn_3...\n"); } virtual void Fn_5(){ printf("Sub:Fn_5...\n"); } };
5.多重继承无重写
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如图所示：Sub继承Base2，Base2又继承Base1，那么Sub对象就只有一张虚函数表：依次存储爷爷、父亲、自己的虚函数地址。所以Sub对象只会多出来4字节
class Base1{ public: virtual void Fn_1(){ printf("Base1:Fn_1...\n"); } virtual void Fn_2(){ printf("Base1:Fn_2...\n"); } }; class Base2:public Base1{ public: virtual void Fn_3(){ printf("Base2:Fn_3...\n"); } virtual void Fn_4(){ printf("Base2:Fn_4...\n"); } }; class Sub:public Base2{ public: virtual void Fn_5(){ printf("Sub:Fn_5...\n"); } virtual void Fn_6(){ printf("Sub:Fn_6...\n"); } };
6.多重继承有重写
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如图所示：和前面都差不多，只要重写了，就把子类重写的虚函数地址改到父类对应虚函数地址的位置即可。同样Sub对象只多了4字节
class Base1{ public: virtual void Fn_1(){ printf("Base1:Fn_1...\n"); } virtual void Fn_2(){ printf("Base1:Fn_2...\n"); } }; class Base2:public Base1{ public: virtual void Fn_1(){ printf("Base2:Fn_1...\n"); } virtual void Fn_3(){ printf("Base2:Fn_3...\n"); } }; class Sub:public Base2{ public: virtual void Fn_3(){ printf("Sub:Fn_3...\n"); } virtual void Fn_5(){ printf("Sub:Fn_5...\n"); } };
二、动态绑定
- 绑定就是将函数调用与地址关联起来，即在函数调用的地方将要调用的真正函数地址确定下来的过程
1.举例一
#include "stdafx.h"
class Base{
public:
int x;
Base(){
x = 100;
}
void Function_1(){ //Func1没有加virtual
printf("Base:Function_1...\n");
}
virtual void Function_2(){ //Func2加Virtual
printf("Base:Function_2...\n");
}
};
class Sub:public Base{
public:
int x;
Sub(){
x = 200;
}
void Function_1(){
printf("Sub:Function_1...\n");
}
virtual void Function_2(){
printf("Sub:Function_2...\n");
}
};
void Test(Base* pb){
int n = pb->x;
printf("%d\n",n); //100
pb->Function_1(); //Base:Function_1...
pb->Function_2(); //Base:Function_2...
}
int main(int argc, char* argv[]){
Base base; //创建父类对象
Test(&base);
return 0;
}
-
通过反汇编发现：只要该程序一编译完，调用普通成员变量的地方的成员变量地址就写死了
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只要该程序一编译完，调用普通成员方法的地方的函数地址也写死了，即编译时就把函数地址确定下来了，该调哪个类的对象的哪个函数：（这里就是把Base中的Function_1函数地址确定下来了，硬编码写死了）
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但是对于类中的虚函数，编译时，在调用的地方是没办法把要真正要调用的函数地址确定下来的，而是采用虚函数表的方式：（这里call的是base对象的虚函数表中的第一个值！但是虚函数表中的第一个值是什么，只有运行时才知道）
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所以先理解一下什么是动态绑定：假如调用的是虚函数表中的第一个值，但是通过一、继承与虚函数表可以得知，虚函数表中的值是可以被重写的！比如多重继承有重写中的例子：正常来说，虚函数表的第一个值应该为Base1:Fn_1函数地址值，但是现在由于Base2继承了Base1，且Base1中也有同名Fn_1虚函数，所以会把Base2:Fn_1函数地址值写到虚函数表的第一个位置上替换了原来的值。故这些虚函数的调用，有时候真正要调用哪个函数在编译时是不确定的！编译器确定的是调用虚函数表中第一个位置的函数，但是具体是什么函数，就要在运行时才能确定
2.举例二
#include "stdafx.h"
class Base{
public:
int x;
Base(){
x = 100;
}
void Function_1(){ //Func1没有加virtual
printf("Base:Function_1...\n");
}
virtual void Function_2(){ //Func2加Virtual
printf("Base:Function_2...\n");
}
};
class Sub:public Base{
public:
int x;
Sub(){
x = 200;
}
void Function_1(){
printf("Sub:Function_1...\n");
}
virtual void Function_2(){
printf("Sub:Function_2...\n");
}
};
void Test(Base* pb){ //父类的指针指向子类的对象
int n = pb->x;
printf("%d\n",n); //100
pb->Function_1(); //Base:Function_1...
pb->Function_2(); //Sub:Function_2...
}
int main(int argc, char* argv[]){
Sub sub; //创建子类对象
Test(&sub); //父类的指针指向子类的对象
return 0;
}
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对于普通成员函数，地址还是写死的：（所以父类指针->普通成员函数Function_1，就调用父类中的Function_1普通成员函数，跟父类指针指向的对象是谁无关）
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对于虚函数成员，地址依然是动态绑定的：由于此时调用的是sub对象的虚函数表中的第一个值：而根据举例一中的说明可知，编译器只能确定下来调用的是sub虚函数表中的第一个值，但是由于子类sub重写了其父类base中的虚函数Function_2，所以sub虚函数表中的第一个值就不是Base:Function_2了，而改成了Sub:Function_2的地址值！
3.总结
- 普通成员函数：编译完成后，在调用的地方，地址就写死了。称为==前期绑定或编译期绑定==
- 只有virtual的函数是动态绑定，又称晚绑定，或运行时绑定
- 动态绑定又称为==多态==：即虽然Test方法的参数是
Base*指针pb，但是Base*指针指向的是Base类对象，还是Base的子类对象sub是不确定的，就可能导致pb->Function_2()这个虚函数体现出不同的行为 - 本质原因还是在于：
Base*指针指向base对象，即调用虚函数时使用的是base对象的虚函数表；但Base*指针指向其子类对象sub，调用虚函数时使用的就是sub对象的虚函数表。（就要考虑继承、重写带给虚函数表的变化） - 所以动态绑定是通过虚函数表实现的
- 如果没有多态，一个父类的指针永远只能访问自己类中的方法，访问不了其子类中重写的方法！
三、作业
1.体会多态
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定义一个父类Base：有两个成员X，Y；有一个函数Print（非virtul）能够打印X，Y的值
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定义3个子类：Sub1，有一个成员A；Sub2，有一个成员B。每个子类有一个函数Print（非virtul），打印所有成员----Sub1：打印X Y A；Sub2：打印X Y B
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定义一个数组，存储Base Sub1 Sub2对象；再使用一个循环语句调用所有的Print函数
#include "stdafx.h" class Base{ public: int X; int Y; public: Base(){ X = 1; Y = 2; } void print(){ printf("Base:%x %x\n",X,Y); } }; class Sub1:public Base{ public: int A; public: Sub1(){ X = 3; Y = 4; A = 5; } void print(){ printf("Sub1:%x %x %x\n",X,Y,A); } }; class Sub2:public Base{ public: int B; public: Sub2(){ X = 6; Y = 7; B = 8; } void print(){ printf("Sub2:%x %x %x\n",X,Y,B); } }; void Test(){ Base b; Sub1 s1; Sub2 s2; //定义一个Base*指针类型的数组！所以arr[0]就是父类指针指向自己的对象；arr[1]和arr[2]就是父类的指针指向其子类的对象 Base* arr[] = {&b,&s1,&s2}; for(int i = 0;i < 3;i++){ arr[i]->print(); //Base:1 2 Base:3 4 Base:6 7 } } int main(int argc, char* argv[]){ Test(); return 0; }因为都是用**
Base*指针的方式调用的普通成员函数**：所以无论Base*指针指向的是Base对象、还是其子类的对象，都调用的是Base类中的print函数！但是由于创建子类对象s1时先调用父类构造器、再调用自己的构造器，导致X，Y的值变成了3，4。所以调用Base类中的print函数打印X，Y，A的值时结果为3，4，5。s2以此类推 -
将上面所有的Print函数改成virtul，继续观察效果：
#include "stdafx.h" class Base{ public: int X; int Y; public: Base(){ X = 1; Y = 2; } virtual void print(){ printf("Base:%x %x\n",X,Y); } }; class Sub1:public Base{ public: int A; public: Sub1(){ X = 3; Y = 4; A = 5; } virtual void print(){ printf("Sub1:%x %x %x\n",X,Y,A); } }; class Sub2:public Base{ public: int B; public: Sub2(){ X = 6; Y = 7; B = 8; } virtual void print(){ printf("Sub2:%x %x %x\n",X,Y,B); } }; void Test(){ Base b; Sub1 s1; Sub2 s2; //定义一个Base*指针类型的数组！所以arr[0]就是父类指针指向自己的对象；arr[1]和arr[2]就是父类的指针指向其子类的对象 Base* arr[] = {&b,&s1,&s2}; for(int i = 0;i < 3;i++){ arr[i]->print(); } } int main(int argc, char* argv[]){ Test(); return 0; }arr[0]->print()就是用Base对象调用虚函数print，所以使用的就是Base对象的虚函数表，结果为Base:1 2arr[1]->print()就是用父类指针Base*指向子类对象s1，所以调用虚函数print时，使用的就是Sub1对象的虚函数表，结果为Sub1：3 4 5arr[2]->print()也是用父类指针指向子类的对象s2，所以调用虚函数print时，使用的是Sub2对象的虚函数表，结果为Sub2: 6 7 8这就是多态：同一个类型的指针调用一个函数，却表现出不同的行为
2.为什么析构函数建议写成virtul
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如果有一个父类Base，它有一个子类Sub，现在做如下操作
Base b; Sub s; Base* pb = &b; //Base类指针指向自己的对象 Base* ps = &s; //父类指针指向子类的对象 -
如果Base类中和Sub类中的析构函数都不是Virtual，当上述中s对象销毁时，由于是用
Base*指针指向的s对象，所以会调用Base类中的析构函数！这里本应该销毁什么对象，就调用这个对象的类中的析构函数，清理该对象自己的资源 -
如果Base类中和Sub类中的析构函数是Virtual，当上述中s对象销毁时，即使是用
Base*指针指向的s对象，但是还是会调用Sub类中的虚析构函数
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