C++学习笔记（三十一) 虚表指针虚函数表多态的本质

最新推荐文章于 2025-05-01 19:05:02 发布

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本文详细介绍了C++中虚函数与多态性的实现原理，包括虚表指针的作用及如何通过它来实现动态绑定，同时展示了不同情况下类对象的内存布局。

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如果有虚函数创建对象时编译器会创建虚表指针指向本类的虚函数表
当基类指针指向子类对象时，调用虚函数时会通过虚表指针进入本类的虚函数表找到函数。找到函数后，编译器将函数名替换为相应地址。
这就是多态的本质

虚表指针占4字节放置在对象的前4字节

普通函数--编译器直接替换为函数地址

虚函数-编译器查询地址中的虚函数表后，替换为相应的函数地址

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
class A //double  8字节
{
		double d;
};

class B:public A //两个double类型  16字节 普通函数放在代码区 不占对象大小
{
		double d;
public:
		 void f(){}
};

//只要有虚函数 就要多出一个虚函数指针的4字节
class C //double 8字节 + 虚函数指针4字节 = 12字节
{
		double d;
public:
		virtual void f(){cout << "this  = "<< this << ",C类虚函数,&d = " << &d<<endl;}
		virtual void g() {cout << "C类虚函数 g"<<endl;}
		virtual void h(){}
		virtual void i(){}
		virtual void j(){}		
};

class D:public C //两个double 16字节+ 虚函数指针4字节  = 20字节
{
		double d;
public:
		virtual void f(){cout << "D类虚函数" <<endl;}
};


int main()
{
	cout << sizeof(A) <<endl; //8
	cout << sizeof(B) <<endl; //16
	cout << sizeof(C) <<endl;//12
	cout << sizeof(D) <<endl;//20
	
	A *p = new B;
	C *q1 =new C,*q2 = new D;
	q1->f();//C类虚函数  this  = 0x984b020,C类虚函数,&d = 0x984b024 
		  //由此可以看到0x984b020也即对象前4字节存放的是虚表指针。
	q2->f(); //D类虚函数
	
	cout << "------------------------------------" <<endl;
	memcpy(q2,q1,4); //将q1的前4字节 考向q2的前四字节 也就是将q2的虚表指针指向了q1的虚表
	q2->f(); //this  = 0x87c9030,C类虚函数,&d = 0x87c9034 q2调用了q1的虚函数

	
	delete p;
	delete q1;
	delete q2;
	
	
}