C 虛函式的實現機制

2021-07-06 01:53:08 字數 1408 閱讀 4232

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

因為a有virtual void f(),和g(),所以編譯器為a類準備了乙個虛表vtablea,內容如下:

a::f 的位址

a::g 的位址

b因為繼承了a,所以編譯器也為b準備了乙個虛表vtableb,內容如下:

a::f 的位址

b::g 的位址

然後某處有語句 b bb;的時候,編譯器分配空間時,除了a的int a,b的成員int b;以外,還分配了乙個虛指標vptr,指向b的虛表vtableb,bb的布局如下:

vptr : 指向b的虛表vtableb

int a: 繼承a的成員

int b: b成員

當如下語句的時候:

a *pa = &bb;

pa的結構就是a的布局(就是說用pa只能訪問的到bb物件的前兩項,訪問不到第三項int b)

那麼pa->g()中,編譯器知道的是,g是乙個宣告為virtual的成員函式,而且其入口位址放在**(無論是vtalbea表還是vtalbeb表)的第2項,那麼編譯器編譯這條語句的時候就如是轉換:call *(pa->vptr)[1](c語言的陣列索引從0開始哈~)。

另外要注意的是,如上的實現並不是唯一的,c++標準只要求用這種機制實現多型,至於虛指標vptr到底放在乙個物件布局的**,標準沒有要求,每個編譯器自己決定。我以上的結果是根據g++ 4.3.4經過反彙編分析出來的。

2、兩種多型實現機制及其優缺點

除了c++的這種多型的實現機制之外,還有另外一種實現機制,也是查表,不過是按名稱查表,是smalltalk等語言的實現機制。這兩種方法的優缺點如下:

(1)、按照絕對位置查表,這種方法由於編譯階段已經做好了索引和表項(如上面的call *(pa->vptr[1]) ),所以執行速度比較快;缺點是:當a的virtual成員比較多(比如1000個),而b重寫的成員比較少(比如2個),這種時候,b的vtableb的剩下的998個表項都是放a中的virtual成員函式的指標,如果這個派生體系比較大的時候,就浪費了很多的空間。

比如:cui庫,以mfc庫為例,mfc有很多類,都是乙個繼承體系;而且很多時候每個類只是1,2個成員函式需要在派生類重寫,如果用c++的虛函式機制,每個類有乙個虛表,每個表裡面有大量的重複,就會造成空間利用率不高。於是mfc的訊息對映機制不用虛函式,而用第二種方法來實現多型,那就是:

(2)、按照函式名稱查表,這種方案可以避免如上的問題;但是由於要比較名稱,有時候要遍歷所有的繼承結構,時間效率效能不是很高。

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...

c 虛函式實現機制

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 ...

C 虛函式實現機制

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,...