前言

在前面內(nèi)容中，我們對多態(tài)進(jìn)行了基本的了解，對其中的虛函數(shù)進(jìn)行著重的介紹，本節(jié)內(nèi)容我們將進(jìn)一步對多態(tài)的底層進(jìn)行觀察了解看看它是如何實(shí)現(xiàn)的。

多態(tài)如何實(shí)現(xiàn)

class Person {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "買票-全價(jià)" << endl; }
};
class Student : public Person {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "買票-打折" << endl; }
};
class Soldier : public Person {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "買票-優(yōu)先" << endl; }
};
void Func(Person* ptr)
{// 這?可以看到雖然都是Person指針Ptr在調(diào)?BuyTicket// 但是跟ptr沒關(guān)系，?是由ptr指向的對象決定的。ptr->BuyTicket();
}
int main()
{Person ps;Student st;Soldier sr;Func(&ps);Func(&st);Func(&sr);return 0;
}

其次多態(tài)不僅僅發(fā)生在派生類對象之間，多個(gè)派生類繼承基類，重寫虛函數(shù)后
多態(tài)也會(huì)發(fā)生在多個(gè)派生類之間。?

動(dòng)態(tài)綁定與靜態(tài)綁定

// ptr是指針+BuyTicket是虛函數(shù)滿?多態(tài)條件。
// 這?就是動(dòng)態(tài)綁定，編譯在運(yùn)?時(shí)到ptr指向?qū)ο蟮奶摵瘮?shù)表中確定調(diào)?函數(shù)地址
ptr->BuyTicket();
00EF2001 mov eax,dword ptr [ptr]
00EF2004 mov edx,dword ptr [eax]
00EF2006 mov esi,esp
00EF2008 mov ecx,dword ptr [ptr]
00EF200B mov eax,dword ptr [edx]
00EF200D call eax
// BuyTicket不是虛函數(shù)，不滿?多態(tài)條件。
// 這?就是靜態(tài)綁定，編譯器直接確定調(diào)?函數(shù)地址
ptr->BuyTicket();
00EA2C91 mov ecx,dword ptr [ptr]
00EA2C94 call Student::Student (0EA153Ch)

虛函數(shù)表

虛函數(shù)表（Virtual Function Table，也常簡稱為vtable）是C++語言中實(shí)現(xiàn)多態(tài)的一種機(jī)制。當(dāng)一個(gè)類聲明或繼承了一個(gè)或多個(gè)虛函數(shù)時(shí)，編譯器會(huì)為這個(gè)類創(chuàng)建一個(gè)虛函數(shù)表，這個(gè)表中包含了類中所有虛函數(shù)的地址。

以下是對虛函數(shù)表的基本解釋：

• 虛函數(shù)：在基類中被聲明為虛函數(shù)的成員函數(shù)可以在派生類中被重寫（override），以實(shí)現(xiàn)多態(tài)。
• 虛函數(shù)表：每個(gè)具有虛函數(shù)的類都有自己的虛函數(shù)表。當(dāng)對象被創(chuàng)建時(shí)，它的內(nèi)存布局中會(huì)包含一個(gè)指向其類虛函數(shù)表的指針，通常被稱為vptr（virtual table pointer）。

虛函數(shù)表的工作流程如下：

1. 當(dāng)一個(gè)類的對象被創(chuàng)建時(shí)，對象的內(nèi)存布局中包含一個(gè)vptr，它指向該類的虛函數(shù)表。
2. 當(dāng)通過基類的指針或引用調(diào)用一個(gè)虛函數(shù)時(shí)，程序會(huì)根據(jù)對象的vptr找到對應(yīng)的虛函數(shù)表，并從表中獲取正確版本的函數(shù)地址來調(diào)用。
3. 如果派生類重寫了基類的虛函數(shù)，虛函數(shù)表中相應(yīng)函數(shù)的條目會(huì)被更新為指向派生類中重寫后的函數(shù)。

class Base {
public:virtual void func1() { cout << "Base::func1" << endl; }virtual void func2() { cout << "Base::func2" << endl; }void func5() { cout << "Base::func5" << endl; }
protected:int a = 1;
};
class Derive : public Base
{
public:// 重寫基類的func1virtual void func1() { cout << "Derive::func1" << endl; }virtual void func3() { cout << "Derive::func1" << endl; }void func4() { cout << "Derive::func4" << endl; }
protected:int b = 2;
};
int main()
{Base b;Derive d;return 0;
}

注意：這里Derive中沒有看到func3函數(shù)，這個(gè)vs監(jiān)視窗口看不到，可以通過內(nèi)存窗口查看?

也可以打印出來

int main()
{int i = 0;static int j = 1;int* p1 = new int;const char* p2 = "xxxxxxxx";printf("棧:%p\n", &i);printf("靜態(tài)區(qū):%p\n", &j);printf("堆:%p\n", p1);printf("常量區(qū):%p\n", p2);Base b;Derive d;Base* p3 = &b;Derive* p4 = &d;printf("Person虛表地址:%p\n", *(int*)p3);printf("Student虛表地址:%p\n", *(int*)p4);printf("虛函數(shù)地址:%p\n", &Base::func1);printf("普通函數(shù)地址:%p\n", &Base::func5);return 0;
}

結(jié)束語

本節(jié)內(nèi)容就到此結(jié)束啦，本次內(nèi)容了解即可，只是為了更好的理解多態(tài)的原理。?