首页 > 代码库 > 虚函数 动态绑定 实现方式是：虚函数表

虚函数 动态绑定 实现方式是：虚函数表

2024-07-07 20:37:04   223人阅读

定义为 virtual的 函数是基类期待派生类（derived class）重定义的， 基类期待 派生类继承的函数不能定义为虚函数。

动态绑定：程序能 使用继承层次中任意类型的对象，无需关心对象的具体类型。  使用这些类的程序无须区分函数在基类还是在继承类中定义的。

尽管不是必须，派生类一般会重定义基类中的虚函数。如果没有重定义，则继承基类中定义的版本。派生类中虚函数的声明原型必须与基类中的定义方式完全匹配，但有一个例外：基类中返回值是对基类性的引用（或指针）的虚函数，在派生类中虚函数可以返回 基类和派生类 的引用（或指针）。

C++默认不适用动态绑定，要触发动态绑定，得满足2条件：1，只有指定为虚函数的成员函数才能进行动态绑定，2，必须通过基类类型的引用（或指针）才能进行函数调用。

可以使用基类类型的引用（或指针）来引用基类类型或派生类类型对象。基类类型引用和指针的关键点在于：静态类型（编译时可知的引用类型或指针类型）与动态类型（运行时才可知的，指针或引用绑定的对象类型）可能不同。

即动态绑定是由实参决定的。 

 1 class Cshape
 2 {
 3 public:
 4     void SetColor(intcolor){m_nColor=color;}
 5     virtual void Display(void){cout<<"Cshape"<<endl;}
 6 private:
 7     int m_nColor;
 8 };
 9  
10 class Crectangle:public Cshape{
11 public:
12     virtual void Display(void)    
13     {
14         cout<<"Crectangle"<<endl;
15     }
16 };
17  
18 class Ctriangle:public Cshape{
19                 virtual void Display(void)
20                 {cout<<"Ctriangle"<<endl;}
21 };
22  
23 class Cellipse:public Cshape{
24 public:
25     virtual void Display(void)
26     {cout<<"Cellipse"<<endl;}
27 };
28  
29 voidmain()
30 {
31     Cshape obShape;
32     Cellipse obEllipse;
33     Ctriangle obTriangle;
34     Crectangle obRectangle;
35     Cshape*pShape[4]={&obShape,&obEllipse,&obTriangle,&obRectangle};
36     for(int i=0;i<4;i++)
37         pShape[i]->Display();//动态绑定
38 }

本程序运行结果：

Cshape
Cellipse
Ctriangle
Crectangle
如果把Cshape类里面virtual void Display(void) 中的virtual去掉的话
运行结果就不一样了：
Cshape
Cshape
Cshape
Cshape
 

c++规定，当一个成员函数被声明为虚函数后，其派生类中的同名函数都自动成为虚函数。因此，在子类从新声明该虚函数时，可以加，也可以不加，但习惯上每一层声明函数时都加virtual,使程序更加清晰。

继承层次的根类 一般要定义虚析构函数。
 
找工作时，面试官经常会问虚函数是如何实现的，我就懵了，以为知道以上理论虚函数就过关了，书上也没说过虚函数是如何实现的，现在在此补一补：
 
C++中的虚函数的实现一般是通过虚函数表(C++规范并没有规定具体用哪种方法，但大部分的编译器厂商都选择此方法)。
类的虚函数表是一块连续的内存，每个内存单元中记录一个JMP指令的地址。
注意的是，编译器会为每个有虚函数的类创建一个虚函数表，该虚函数表将被该类的所有对象共享。类的每个虚成员占据虚函数表中的一行。如果类中有N个虚函数，那么其虚函数表将有N*4字节的大小。
虚函数（Virtual Function）是通过一张虚函数表（Virtual Table）来实现的。简称为V-Table。在这个表中，主要是一个类的虚函数的地址表，这张表解决了继承、覆盖的问题，保证其真实反应实际的函数。这样，在有虚函数的类的实例中分配了指向这个表的指针的内存，所以，当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尤为重要了，它就像一个地图一样，指明了实际所应该调用的函数。
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）。 这意味着可以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。

虚基类与虚函数没有关系。用于多重继承，防止二义性产生。


联系
我们