Boolan C 第五周學習筆記

1.關於vptr和vtbl

之前的學習已經了解到c++多型主要靠虛函式實現，如果說c++的class在實現上相比c的struct有什麼開銷的話，那麼虛函式表（vtbl）的維護和每個物件例項裡虛表指標（vptr）將是比較明顯的開銷。

對於如下三個類

class a 
virtual void vfunc2() 
void func1() 
void func2() 
};class b : public a 
void funcb() 
};class c : public b 
void funcc() 
};

非虛成員函式：a::func1()，a::func2()，b::funcb()，c::funcc()會單獨在記憶體裡存乙份

虛成員函式：a::vfunc1()，a::vfunc2()，b::vfunc1()，c::vfunc1()也會單獨存乙份，但是這四個虛函式會由虛函式表來記錄，由於這個例子裡有三個類，因此記憶體裡會有三份虛函式b::vfunc1()，a::vfunc2()，表，我們假設它們為a，b，c表。 a表裡會有兩個指標，分別指向a::vfunc1()，a::vfunc2()的位址，b表裡兩個指標，分別指向b::vfunc1()，a::vfunc2()，同理，c表裡的指標指向c::vfunc1()，a::vfunc2()。

對於用基類指標new子類的情況：a *pa = new b; 這個例項物件裡放的也是b類對應的虛函式表，因為編譯器做了個向上轉型（upcasting）。

其實理解了虛函式表在記憶體的形式後，呼叫虛函式的**可以這麼表示： (*(pa->vptr)[n])(pa) 因為第乙個引數肯定是*this。

學習群裡u6th9d當時給我們提供了一些虛函式相關考驗題

cat cat("cat");
dog dog("dog");
animal* pcat = &cat;
animal* pdog = &dog;
std::cout << "l01: ";
pcat->say();
std::cout << "l02: ";
pdog->say();
std::cout << "l03: ";
cat.say();
std::cout << "l04: ";
dog.say();
void* tmp = ((void**)pcat)[0];
((void**)pcat)[0] = ((void**)pdog)[0];
((void**)pdog)[0] = tmp;
std::cout << "l05: ";
pcat->say();
std::cout << "l06: ";
pdog->say();
std::cout << "l07: ";
cat.say();
std::cout << "l08: ";
dog.say();

之前也提到，成員物件的第乙個內容是虛表，因此中間那段就是交換了物件裡的虛表指標，使得*pcat裡的vptr指向dog類的vtbl，*pdog的vptr指向cat類的vtbl，結果：

l01: cat miaomiao~~
l02: dog wangwang~~
l03: cat miaomiao~~
l04: dog wangwang~~
l05: cat wangwang~~
l06: dog miaomiao~~
l07: cat miaomiao~~
l08: dog wangwang~~

l05和l06確實交換了，但是l07和l08並沒有表，我當時沒弄清楚，續表指標不是都變了嗎？為什麼呼叫的還是原來的函式呢？原因在於對動態繫結的理解

2.動態繫結

為了c++的多型性，是有動態繫結和靜態繫結這兩種說法的：

靜態繫結：繫結的物件是靜態型別，也就是編譯期就能決定的，是確定的，不會更改的，比如 a a; a的內容雖然會在執行期發生改變，但是a就是a，這點是不會變的。

動態繫結：繫結的物件是動態型別，動態型別就是指在編譯期無法決定的，因為它可能在執行期發生改變，比如指標：a* pa； pa可以在執行時重新指向其他物件，或者轉型指向b類或者c類。

通過vptr和vtbl實現虛函式是基於動態繫結的，因此基於指標呼叫的虛函式pcat，pdog呼叫的函式會隨著虛表指標的改變發生改變，但是用過普通物件直接呼叫，例如l07和l08，這是靜態繫結，在編譯期就已經決定了要呼叫的函式，因此不會改變。

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第五周學習筆記 201711671206

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