【C++】继承、虚函数

 

我们要清楚继承的应用场景，为什么会引出继承的概念？

1.要创建的新类与已有的类类似，只是多出几个成员变量或者成员函数 
2.当要创建多个类，它们拥有很多类似的成员变量或者成员函数时，可以把这些类共同的成员提取出来，定义一个基类，然后由基类继承。

继承的本质含义就是代码的复用，派生类可以继承除基类构造，析构函数以外其他 所有的成员，为派生类所用，派生类只需要实现自己特有的成员即可 

两个类的关系如果满足 a kind of...的关系，也就是 B 是 A 的一种的关系，那么就可 以把 A 设计成基类，B 设计成从 A 继承而来的派生类。例如：学生继承与人，学生是人的一种，但人不一定都是学生。

继承有3种形式：私有继承、保护继承、公有继承，缺省的继承方式是私有继承。

私有继承：将基类保护和公有的成员变量作为派生类的私有变量，不能在类外访问； 
保护继承：将基类保护和公有的成员变量作为派生类的保护变量，不能在类外访问但是可以被继承； 
公有继承：将基类保护和公有的成员变量作为派生类的公有变量，可以在类外访问。

class Base
{
public:
    Base(int date):_ma(data)   {}
    ~Base()  {}
private:
    int _ma;
};

class Derive : public Base
{
public:
    Derive(int data1, int data2):Base(data1),_mb(data2)  { }
    ~Derive()  {};
};

 虚函数

重点来看一下虚函数

虚函数是成员方法前面加了 virtual 关键字

如果派生类继承了有被vritual关键字修饰的函数的基类，被vritual修饰的函数称为虚函数。派生类可以重写该虚函数。如果派生类重写了该虚函数，那么派生类对象调用该方法时调用的就是派生类自己实现的方法。如果派生类没有重写该方法，则调用基类的方法。如下：

class Base
{ 
public: 
     virtual void func(){} 
private:     
      int ma;     
      int mb；
 };

如果 func 方法不是虚函数，那么 Base 定义的对象占 8 字节的内存；如果 func 如上实 现成 virtual 函数，那么 Base 定义的对象就成 12 个字节了，内存布局如下：

多出了个 vfptr 虚函数指针这四个字节，vfptr 指向的是一张虚函数表 vftable，虚函数表中放的是虚函 数的地址

假设现在有一个 Derive 类从 Base 类继承而来，那么 Derive 类生成的对象是什么样子 的呢？ 

class Derive : public Base
{ 
public: 
private:      
    int mc; 
}; 

来看一下 Derive 这个类型的大小， 如下：

可以看到，派生类 Derive 除了自己的 mc，还从基类 Base 继承来了 vfptr，ma 和 mb， 可以看到，由于 Derive 没有重写 func 函数（也就是没有提供同名覆盖函数），因此 vfptr 指 向的 vftable 里面，存放的还是从基类继承来的 func 函数的地址。 

如果 Derive 重写了 func 函数呢？

class Derive : public Base 
{
 public:      
      virtual void func(){}
 private:
      int mc;
}; 

可以看到，Derive 类对象的虚函数表中的 func 虚函数地址，已经更改成派生类 Derive 自己的虚函数 func 了。

类的虚函数表是在编译过程中就生成好的，一个类型对应一张虚函数表，也就是说，Base 类的所有对象的 vfptr 都指向一张 Base 的虚函数表，Derive 类所有对象的 vfptr 也都指向同 一张 Derive 类的虚函数表。虚函数表运行时，放在内存的.rodata 段，叫做只读数据段，只 允许读，而不允许修改！