c++之虚函数

虚函数与多态
本文详细介绍了C++中虚函数的概念及其实现原理,包括虚函数如何支持动态联编以实现多态,虚函数表的工作机制及虚函数指针的初始化过程。
1、虚函数的概念
虚函数的作用是实现动态联编,也就是在程序的运行阶段动态地选择合适的成员函数 ,在定义了虚函数后,可以在 基类 派生类 中对虚函数重新定义,在派生类中重新定义的函数应与虚函数具有相同的 形参 个数和形参类型。以实现统一的接口,不同定义过程。如果在 派生类 中没有对虚函数重新定义,则它继承其 基类 的虚函数。
当程序发现虚函数名前的关键字virtual后,会自动将其作为 动态联编处理,即在程序运行时动态地选择合适的成员函数。虚函数是C++ 多态的一种表现。
2、虚函数表

虚函数是通过一张虚函数表来实现的虚表中存放的是类的虚函数的地址(子类的会包括父类的)。简称为V-Table。在这个表中,主是要一个类的虚函数的地址表,这张表解决了继承、覆盖的问题,保证其容真实反应实际的函数。这样,在有虚函数的类的实例中这个表被分配在了这个实例的内存中,所以,当我们用父类的指针来操作一个子类的时候,这张虚函数表就显得由为重要了,它就像一个地图一样,指明了实际所应该调用的函数

这里我们着重看一下这张虚函数表。C++的编译器应该是保证虚函数表的指针存在于对象实例中最前面的位置(这是为了保证取到虚函数表的有最高的性能——如果有多层继承或是多重继承的情况下)。 这意味着我们通过对象实例的地址得到这张虚函数表,然后就可以遍历其中函数指针,并调用相应的函数。参考:http://blog.youkuaiyun.com/haoel/article/details/1948051/#comments

3、虚函数指针

(1)虚函数指针概

类的虚表会被这个类的所有对象所共享。类的对象可以有很多,但是他们的虚表指针都指向同一个虚表,从这个意义上说,我们可以把虚表简单理解为类的静态数据成员。值得注意的是,虽然虚表是共享的,但是虚表指针并不是,类的每一个对象有一个属于它自己的虚表指针。

(2)虚函数指针的初始化

对象的虚表指针是在什么时候被赋值的? 我们都知道,类的对象是通过构造函数来完成初始化,但是我们从来没有在构造函数中初始化虚表指针, 那么编译器在幕后又做了哪些事情呢? 我们依然还是通过反汇编来找到答案。 在这个控制台程序的 main 函数中我们构建一个类对象:

类的非静态成员函数调用时,编译器会传入一个"隐藏"的参数。 这个参数就是通常我们说的"this"指针,它的值就是对象的地址。 在上面的代码中,寄存器 ECX 保存的就是这个"

this" 指 针 , 同 时 它 的 值 又 赋 给 了 寄 存 器 EAX。就是上面提到的虚表,同时它也代表了虚表的地址。

接下来,虚表的地址被赋给了由寄存器 EAX 指定的内存中。由此可见,虚表的地址被存放在对象的起始位置,即对象的第一个数据成员就是它的虚表指针。 同时我们还可以注意到,虚表指针的初始化确实发生在构造函数的调用过程中, 但是在执行构造函数体之前,即进入到构造函数的"{"和"}"之前。 为了更好的理解这一问题, 我们可以把构造函数的调用过程细分为两个阶段,即:

1.进入到构造函数体之间。在这个阶段如果存在虚函数的话,虚表指针被初始化。如果存在构造函数的初始化列表的话,初始化列表也会被执行。

2.进入到构造函数体内。这一阶段是我们通常意义上说的构造函数

 

简单的搞个基类Base{void fun();virtual void print(){...};public:int a;static b;}

定义一个对象 B b;调试状态下就可以看到b包含了什么

类中只有虚表指针和普通成员(包括const成员)而普通函数,静态成员是不在类中的.

参考: http://blog.youkuaiyun.com/lingfengtengfei/article/details/12345809
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