虛函式的實現的基本原理

2021-08-15 06:52:57 字數 1255 閱讀 3034

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:

本文不討論菱形繼承的情形,個人覺得:菱形繼承的複雜度遠大於它的使用價值,這也是c++讓人又愛又恨的原因之一。

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