C 中虛函式的作用及用法

虛函式聯絡到多型，多型聯絡到繼承。所以本文中都是在繼承層次上做文章。沒了繼承，什麼都沒得談。

下面是對c++的虛函式這玩意兒的理解。

一，什麼是虛函式（如果不知道虛函式為何物，但有急切的想知道，那你就應該從這裡開始）

簡單地說，那些被virtual關鍵字修飾的成員函式，就是虛函式。虛函式的作用，用專業術語來解釋就是實現多型性（polymorphism），多型性是將介面與實現進行分離；用形象的語言來解釋就是實現以共同的方法，但因個體差異而採用不同的策略。下面來看一段簡單的**

class a

結果卻是：

this is a

執行一下看看結果，喲呵，驀然回首，結果卻是兩個this is a。

問題來了，p2明明指向的是class b的物件但卻是呼叫的class a的print()函式，這不是我們所期望的結果，那麼解決這個問題就需要用到虛函式

毫無疑問，class a的成員函式print()已經成了虛函式，那麼class b的print()成了虛函式了嗎？回答是yes，我們只需在把基類的成員函式設為virtual，其派生類的相應的函式也會自動變為虛函式。所以，class b的print()也成了虛函式。那麼對於在派生類的相應函式前是否需要用virtual關鍵字修飾，那就是你自己的問題了。

#include "stdafx.h"
#include #include #include #include "hongdingyi.h"
#include using namespace std;
class a

結果卻是：

this is a

this is b

現在來消化一下，我作個簡單的總結，指向基類的指標在操作它的多型類物件時，會根據不同的類物件，呼叫其相應的函式，這個函式就是虛函式。

二，虛函式是如何做到的（如果你沒有看過《inside the c++ object model》這本書，但又急切想知道，那你就應該從這裡開始）

虛函式是如何做到因物件的不同而呼叫其相應的函式的呢？現在我們就來剖析虛函式。我們先定義兩個類

class a;

class b:public a;

由於這兩個類中有虛函式存在，所以編譯器就會為他們兩個分別插入一段你不知道的資料，並為他們分別建立乙個表。那段資料叫做vptr指標，指向那個表。那個表叫做vtbl，每個類都有自己的vtbl，vtbl的作用就是儲存自己類中虛函式的位址，我們可以把vtbl形象地看成乙個陣列，這個陣列的每個元素存放的就是虛函式的位址

我們來分析下面的**：

a *p=new a;

p->fun();

毫無疑問，呼叫了a::fun()，但是a::fun()是如何被呼叫的呢？它像普通函式那樣直接跳轉到函式的**處嗎？no，其實是這樣的，首先是取出vptr的值，這個值就是vtbl的位址，再根據這個值來到vtbl這裡，由於呼叫的函式a::fun()是第乙個虛函式，所以取出vtbl第乙個slot裡的值，這個值就是a::fun()的位址了，最後呼叫這個函式。現在我們可以看出來了，只要vptr不同，指向的vtbl就不同，而不同的vtbl裡裝著對應類的虛函式位址，所以這樣虛函式就可以完成它的任務。

而對於class a和class b來說，他們的vptr指標存放在何處呢？其實這個指標就放在他們各自的例項物件裡。由於class a和class b都沒有資料成員，所以他們的例項物件裡就只有乙個vptr指標。通過上面的分析，現在我們來實作一段**，來描述這個帶有虛函式的類的簡單模型。

#include

using namespace std;

//將上面「虛函式示例**」新增在這裡

int main()

用vc或dev-c++編譯執行一下，看看結果是不是輸出3，如果不是，那麼太陽明天肯定是從西邊出來。現在一步一步開始分析

void (*fun)(a*); 這段定義了乙個函式指標名字叫做fun，而且有乙個a*型別的引數，這個函式指標待會兒用來儲存從vtbl裡取出的函式位址

a* p=new b; 這個我不太了解，算了，不解釋這個了

long lvptraddr; 這個long型別的變數待會兒用來儲存vptr的值

memcpy(&lvptraddr,p,4); 前面說了，他們的例項物件裡只有vptr指標，所以我們就放心大膽地把p所指的4bytes記憶體裡的東西複製到lvptraddr中，所以複製出來的4bytes內容就是vptr的值，即vtbl的位址

現在有了vtbl的位址了，那麼我們現在就取出vtbl第乙個slot裡的內容

memcpy(&fun,reinterpret_cast(lvptraddr),4); 取出vtbl第乙個slot裡的內容，並存放在函式指標fun裡。需要注意的是lvptraddr裡面是vtbl的位址，但lvptraddr不是指標，所以我們要把它先轉變成指標型別

fun(p); 這裡就呼叫了剛才取出的函式位址裡的函式，也就是呼叫了b::fun()這個函式，也許你發現了為什麼會有引數p,其實類成員函式呼叫時，會有個this指標，這個p就是那個this指標，只是在一般的呼叫中編譯器自動幫你處理了而已，而在這裡則需要自己處理。

delete p;和system("pause"); 這個我不太了解，算了，不解釋這個了

如果呼叫b::fun2()怎麼辦？那就取出vtbl的第二個slot裡的值就行了

memcpy(&fun,reinterpret_cast(lvptraddr+4),4); 為什麼是加4呢？因為乙個指標的長度是4bytes，所以加4。或者memcpy(&fun,reinterpret_cast(lvptraddr)+1,4); 這更符合陣列的用法，因為lvptraddr被轉成了long*型別，所以+1就是往後移sizeof(long)的長度

三，以一段**開始

#include

using namespace std;

class a;

class b:public a; //end//虛函式示例**2

int main()

你能估算出輸出結果嗎？如果你估算出的結果是a::fun和a::fun2，呵呵，恭喜恭喜，你中圈套了。其實真正的結果是b::fun和b::fun2，如果你想不通就接著往下看。給個提示，&a::fun和&a::fun2是真正獲得了虛函式的位址嗎？

首先我們回到第二部分，通過段實作**，得到乙個「通用」的獲得虛函式位址的方法

#include

using namespace std;

//將上面「虛函式示例**2」新增在這裡

void callvirtualfun(void* pthis,int index=0)

int main()

現在我們擁有乙個「通用」的callvirtualfun方法。

這個通用方法和第三部分開始處的**有何聯絡呢？聯絡很大。由於a::fun()和a::fun2()是虛函式，所以&a::fun和&a::fun2獲得的不是函式的位址，而是一段間接獲得虛函式位址的一段**的位址，我們形象地把這段**看作那段callvirtualfun。編譯器在編譯時，會提供類似於callvirtualfun這樣的**，當你呼叫虛函式時，其實就是先呼叫的那段類似callvirtualfun的**，通過這段**，獲得虛函式位址後，最後呼叫虛函式，這樣就真正保證了多型性。同時大家都說虛函式的效率低，其原因就是，在呼叫虛函式之前，還呼叫了獲得虛函式位址的**。

最後的說明：本文的**可以用vc6和dev-c++4.9.8.0通過編譯，且執行無問題。其他的編譯器小弟不敢保證。其中，裡面的模擬方法只能看成模型，因為不同的編譯器的低層實現是不同的。例如this指標，dev-c++的gcc就是通過壓棧，當作引數傳遞，而vc的編譯器則通過取出位址儲存在ecx中。所以這些模擬方法不能當作具體實現

C 中虛函式的作用及用法

C 中虛函式的作用

c 中虛函式的作用

c 中的虛函式及虛函式表

C 中虛函式的作用及用法

C 中虛函式的作用

c 中虛函式的作用

c 中的虛函式及虛函式表

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