vptr与vtbl笔记----C++学习之路

最新推荐文章于 2024-07-16 21:29:14 发布

福建陈冠希

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分类专栏： C++学习之路文章标签： C++

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本文详细解析了C++中虚函数的工作原理，包括vptr虚指针和vtbl虚函数表的概念，以及如何通过指针调用虚函数实现动态绑定，进而达到多态的效果。

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1.vptr虚指针，vtbl虚函数表

先看看示例代码：

class A
{
public:
    virtual void vfunc1();
    virtual void vfunc2();
    void func1();
    void func2();
private:
    int m_data1,m_data2;

};

class B:public A
{
public:
    virtual void vfunc1();
    void func2();
private:
    int m_data3;
};

class C:public B
{
public:
    virtual void vfunc1();
    void func2();
private:
    int m_data1,m_data4;

};

可以直到B继承A，C继承B。

并且注意虚函数，如果我这个类里面有虚函数，那么我这个对象里面肯定会多4字节的指针vptr。

继承不仅会继承里面的数据，也会继承里面的函数的调用权，而不是继承函数的内存大小。

所以得出：父类有虚函数，子类一定也有虚函数。

2.虚函数在内存中长什么样子？

可以看到B继承了A中的vfunc1()与vfunc2()。但是B推翻了A的vfunc1()。类推C也是一样。

从三段代码中可以看到有四个非虚函数：A::func1() A::func2() B::func2() C::func2()

有四个虚函数：A::vfunc1() A::vfunc2() B::vfunc1() C::vfunc1()

那么这些函数各自当然占用了内存中的一块。

3.vptr指针怎么关联这四个虚函数的？

vptr指向vtbl。

先说说这个vtbl中放的是什么？放的是虚函数的地址！

假如我们有一个指针指向c，通过指针去调用虚函数。这是动态绑定。

在C里面，编译器要去实现指针去调用函数，就会用CALL去调用某个函数，将来再return回来，这叫做静态绑定。

动态绑定过程：通过P指针来找到vptr再找到vtbl再从里面找指向的虚函数。

（*(p->vptr)[n])(p);

n就代表vtbl中第几个虚函数。这个n主要看编译器来看你写的代码虚函数在第几个，从0开始。

4.如果要让一个容器来装某个类，如果这个类是一个形状类，它可能有各种形状，那么它的大小就不一样。

但是容器中肯定是需要存放大小相同的东西。那肯定是存放指针是最好的。

那这个draw()函数一定要是虚函数。

5.静态绑定和动态绑定理解

静态绑定是C风格中典型的一种，一般是CALL XXXX return XXXX

动态绑定一般需要符合几个条件：第一需要一个指针来调用第二这个指针必须是要向上转型第三调用虚函数符合这三个条件

编译器就会进行动态绑定，这种也叫做虚机制。这个指针调用的是什么需要看P指向哪个对象，它调用的对象就不一样，所以叫做

动态绑定，然而CALL是固定的调用某个地址。

6.虚函数的这种用法，叫做多态！！！