C 虛函式實現機制

2021-08-03 08:11:06 字數 1460 閱讀 5934



c++中的虛函式的作用主要是實現了多型的機制。關於多型,簡而言之就是用父型別別的指標指向其子類的例項,然後通過父類的指標呼叫實際子類的成員函式。

對c++ 了解的人都應該知道虛函式(virtual function)是通過一張虛函式表(virtual table)來實現的。簡稱為v-table。 在這個表中,主是要乙個類的虛函式的位址表,這張表解決了繼承、覆蓋的問題,保證其容真實反應實際的函式。這樣,在有虛函式的類的例項中這個表被分配在了 這個例項的記憶體中,所以,當我們用父類的指標來操作乙個子類的時候,這張虛函式表就顯得由為重要了,它就像乙個地圖一樣,指明了實際所應該呼叫的函式。

簡單地說,每乙個含有虛函式(無論是其本身的,還是繼承而來的)的類都至少有乙個與之對應的虛函式表,其中存放著該類所有的虛函式對應的函式指標。例:

其中:

從編譯器的角度來說,b的虛函式表很好構造,d的虛函式表構造過程相對複雜。下面給出了構造d的虛函式表的一種方式(僅供參考):

以下面的程式為例:

編譯器只知道pb是b*型別的指標,並不知道它指向的具體物件型別 :pb可能指向的是b的物件,也可能指向的是d的物件。

但對於「pb->bar()」,編譯時能夠確定的是:此處operator->的另乙個引數是b::bar(因為pb是b*型別的,編譯器認為bar是b::bar),而b::bar和d::bar在各自虛函式表中的偏移位置是相等的。

無論pb指向哪種型別的物件,只要能夠確定被調函式在虛函式中的偏移值,待執行時,能夠確定具體型別,並能找到相應vptr了,就能找出真正應該呼叫的函式。

b::bar是乙個虛函式指標, 它的ptr部分內容為9,它在b的虛函式表中的偏移值為8(8+1=9)。

當程式執行到「pb->bar()」時,已經能夠判斷pb指向的具體型別了:

當乙個類繼承多個類,且多個基類都有虛函式時,子類物件中將包含多個虛函式表的指標(即多個vptr),例:

其中:d自身的虛函式與b基類共用了同乙個虛函式表,因此也稱b為d的主基類(primary base class)。

虛函式替換過程與前面描述類似,只是多了乙個虛函式表,多了一次拷貝和替換的過程。

虛函式的呼叫過程,與前面描述基本類似,區別在於基類指標指向的位置可能不是派生類物件的起始位置,以如下面的程式為例:

C 虛函式實現機制

看完之後,對c 中的虛函式實現機制算的上是恍然大悟,但是個人感覺博文中有幾點不足之處,現在一一枚舉,以下語言僅僅代表個人看法 1.定位虛表的方式 大家都知道含有虛函式的類的例項裡面前4個位元組是虛函式指標占用的記憶體,裡面填充的是虛函式表的位址號。原博文中通過乙個long型別的物件取得前四個位元組的...

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1 c 實現多型的方法 其實很多人都知道,虛函式在c 中的實現機制就是用虛表和虛指標,但是具體是怎樣的呢?從more effecive c 其中一篇文章裡面可以知道 是每個類用了乙個虛表,每個類的物件用了乙個虛指標。具體的用法如下 class a class b public a a,b的實現省略 ...

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