深入浅出之虚函数原理篇（笔记三）

最新推荐文章于 2024-03-31 15:28:15 发布

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本文深入解析虚函数如何通过虚函数表实现多态性，包括虚函数表的工作原理、成员函数的内存布局及派生类对虚函数的重写过程。

上一节，我们讲到了虚函数，那么你知道虚函数是如何做到多态的吗？

虚函数是通过后期绑定，在执行时间接通过一张虚函数表，间接调用欲绑定的函数。表中的每一个元素都指向虚函数的地址。当然，编译器也会为类增加一项成员变量，此成员变量是一个指向虚函数表的指针。可用图解表示如下：

注意：

成员函数memfuc()经过编译之后,形成代码，然后放在内存中的代码区，并不是数据段。成员函数都是放在一起，而且由同一个类的所有对象共享。，用sizeof(a)计算的结果是不包括代码段的。

以下几点，等下我们一一论证：

1.每一个由此类派生出来的对象，都有一个vptr。当我们通过对象调用虚函数时，实际上是通过vptr找到虚函数表，然后通过虚函数表找到真正的虚函数地址。

2.虚函数表中的内容是根据类中的虚函数声明顺序一个一个填入函数指针。

3.当派生类继承了基类后，同时也继承了虚函数表,当我们在派生类中修改了虚函数时，其对应的虚函数表中所指向的函数地址，就不再是基类的了，而是派生类的了。此点我们用图解如下：

现在我们来分析一下到底是不是这样的？这一节讲解以下面的代码为例（在上一节的例子基础上修改而成）

Code
#include <iostream.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

class CEmployee
{
public:
    int m_name;
public:
    CEmployee(){};

    virtual int computerPay()
    {
        printf("这是基类的计算方法");
        return(2);
    }
    virtual void display()
    {
        printf("职员");
    }

};

class CWage:public CEmployee
{
public:
    int m_wage;
    int m_hour;
public:
    CWage(){};

    void set(int wage,int hour)
    {
        m_wage=wage;
        m_hour=hour;
    }
    virtual    int computerPay()
    {
        return m_wage*m_hour;
    }
    virtual void display()
    {
        printf("时薪职员");
    }
};

class CSales:public CWage
{
public:
    int n_sale;
    int n_hour;
public:
    CSales(){};

    void set(int sale,int hour)
    {
        n_sale=sale;
        n_hour=hour;
    }
    virtual    int computerPay()
    {
        return n_sale*n_hour+CWage::computerPay();
    }
    virtual void display()
    {
        printf("销售员");
    }

};

void main()
{
    cout<<sizeof(CEmployee)<<endl;
    cout<<sizeof(CWage)<<endl;
    cout<<sizeof(CSales)<<endl;
    CEmployee a;
    CWage     b;
    CSales    c;
    b.m_name=1;
    b.m_wage=2;
    b.m_hour=3;
    cout<<b.m_name<<endl;
    cout<<b.m_wage<<endl;
    cout<<b.m_hour<<endl;

    cout<<&b<<endl;
    cout<<&(b.m_name)<<endl;
    cout<<&(b.m_wage)<<endl;
    cout<<&(b.m_hour)<<endl;
    cout<<&c<<endl;
}

运行后的结果如下：