C++是如何利用虚函数实现多态性的？

还是先看示例程序，用代码说话：

#include <iostream>

using namespace std;

 

class A

{

public:

         inline virtual vfun()

         {

                   cout << "this is vfun in class A" << endl;

         }

};

 

class B : public A

{

public:

         inline vfun()

         {

                   cout << "this is vfun in class B" << endl;

         }

};

 

int main(void)

{

         A* p;

         A P;

         // 由于A中声明了虚函数，那么在定义对象P时，P中将包含A类的vfptr，该vfptr指向A类的虚函数表，

         p = &P;

         // 因此下面的语句向显示”this is vfun in class A”

         p->vfun();

 

         B* q;

         // 由于A中声明了虚函数，类B继承了A，那么在定义对象Q时，Q中将包含B类的vfptr，该vfptr指向B类的

        // 虚函数表

         B Q;

         q = &Q;

         p = q;

         // p 现在是类B对象的一个指针，即Q的地址，而Q中包含了指向B类虚函数表的vfptr指针。因此下面的语句将显示

         // “this is vfun in class B”

         p->vfun();

 

         return 0;

}

当然在实际编程中，没有人会象上面那样写程序的。运行结果：

 

再来一个虚函数和多态性例子：

#include <iostream>

using namespace std;

 

class Parent

{

public:

         int parent;

         inline Parent(){}

         inline Parent(int parent) { this->parent = parent; }

         inline virtual void haveFun() { cout << "haveFun in Parent" << endl; }

};

 

class Child : public Parent

{

public:

         int child;

         inline Child(){}

         inline Child(int child) : Parent(child + 1) { this->child = child; }

         inline void haveFun() { cout << "haveFun in Child" << endl; }

};

 

int main(void)

{

         Parent* p = new Child(2);

         p->haveFun();

 

         return 0;

}

输出结果：

我们知道如果一个类声明了虚函数，那么编译器就会在其声明的对象中的开始部分(至少对于VC而言是这样的)增加一个vfptr，vfptr指向虚函数表。如果没有声明虚函数，那么这个vfptr就不存在。Parent* p是声明了一个指向Parent对象的指针，Parent没有声明虚函数的情况下，p所指向的内容并不包括vfptr，当用new Child(2)给它赋值时，除了将Child中的Parent suboject以memberwise的方式拷贝给p所指向的Parent对象外，什么也没有做。因此p->haveFun()调用的是Parent中的haveFun函数；

 

如果在Parent中haveFun是虚函数，那么当Parent* p = new Child(2);执行时，就会把Child对象的vfptr和Child对象中包含的Parent subobject一同以memberwise的方式拷贝给p所指向的对象。此后，p所指向vfptr是Child对象的vfptr，因此再调用p->havefun()时，就会调用Child类中的haveFun函数。另外值得一提的是，如果不进行explicit形式的类型转换p所指的对象只有vfptr(由vfptr得到虚函数haveFun)和Parent::parent，在VC中的表现如下：