目錄

1.虛表指針與虛表?

?2.多態(tài)原理剖析

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1.虛表指針與虛表?

🍪類(lèi)的大小計(jì)算規(guī)則

1. 一個(gè)類(lèi)的大小，實(shí)際就是該類(lèi)中成員變量之和，需要注意內(nèi)存對(duì)齊
2. 空類(lèi)：編譯器給空類(lèi)一個(gè)字節(jié)來(lái)唯一標(biāo)識(shí)這個(gè)類(lèi)的對(duì)象

對(duì)于下面的Base類(lèi)，它的大小應(yīng)該是類(lèi)中成員變量之和，一個(gè)int成員，一個(gè)char成員，根據(jù)結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊規(guī)則，sizeof(Base) = 8byte

class Base
{
public:virtual void func1(){cout << "func1()" << endl;}
private:int _b = 1;char _ch;
};

成員函數(shù)為虛函數(shù)?

成員函數(shù)是普通函數(shù)?

但是代碼的運(yùn)行結(jié)果為sizeof(Base) = 12byte，與上面的分析結(jié)果不一致

Base類(lèi)中的成員函數(shù)使用virtual修飾，可以推斷包含虛函數(shù)的類(lèi)大小計(jì)算規(guī)則和包含普通函數(shù)的類(lèi)大小計(jì)算規(guī)則可能存在差異

我們創(chuàng)建一個(gè)Base對(duì)象，進(jìn)行進(jìn)一步分析

從監(jiān)視窗口，可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)例化的Base對(duì)象成員構(gòu)成，除了兩個(gè)成員變量外，還有一個(gè)數(shù)組指針，而數(shù)組成員又是指針類(lèi)型，所以準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，_vfptr是一個(gè)指針數(shù)組指針

🍪虛表指針和虛表

虛表指針：對(duì)象中的這個(gè)指針叫做虛函數(shù)表指針(v--virtual，f--function)。

虛表：一個(gè)含有虛函數(shù)的類(lèi)中至少有一個(gè)虛函數(shù)表指針，因?yàn)樘摵瘮?shù)的地址要被放到虛函數(shù)表(虛表)中

📖Note:

• 虛函數(shù)表本質(zhì)是一個(gè)存虛函數(shù)指針的指針數(shù)組，一般這個(gè)數(shù)組最后面放了一個(gè)nullptr

• 虛表存的是虛函數(shù)指針，不是虛函數(shù)，虛函數(shù)和普通函數(shù)一樣的，都是存在代碼段的，只是虛函數(shù)的指針存在虛表中，可以通過(guò)這個(gè)指針找到虛函數(shù)

• 實(shí)例化對(duì)象中存的不是虛表，存的是虛表指針，通過(guò)這個(gè)指針可以找到虛表。

接下來(lái)執(zhí)行三個(gè)操作

1. Base增加一個(gè)虛函數(shù)func2和一個(gè)普通函數(shù)fun3。
2. 增加一個(gè)派生類(lèi)Derive去繼承Base
3. Derive中重寫(xiě)func1?

class Base
{
public:virtual void func1(){cout << "func1()" << endl;}virtual void func2(){cout << "func2()" << endl;}// 普通函數(shù)void func3(){cout << "func3()" << endl;}
private:int _b = 1;char _ch;
};class Derive : public Base
{
public:virtual void func1(){cout << "Derive::func1()" << endl;}
private:int _d = 2;
};

從監(jiān)視窗口可以發(fā)現(xiàn)

1??基類(lèi)的虛表指針值_vfptr? !=? 派生類(lèi)的虛表指針值_vfptr

2??基類(lèi)的普通函數(shù)func3不會(huì)存入虛表之中，繼承之后也不會(huì)存入派生類(lèi)的虛表

3??派生類(lèi)中對(duì)func1完成了重寫(xiě)，d的虛表中存的是重寫(xiě)的Derive::func1，所以虛函數(shù)的重寫(xiě)（語(yǔ)法層）也叫作覆蓋（原理層），覆蓋就是指虛表中虛函數(shù)的覆蓋。

🍪派生類(lèi)的虛表指針總結(jié)：

1. 派生類(lèi)對(duì)象中也有一個(gè)虛表指針，派生類(lèi)繼承的成員包括虛表指針，但需要注意基類(lèi)和派生類(lèi)的虛表不是同一份
2. 基類(lèi)中的虛函數(shù)，派生類(lèi)繼承之后放進(jìn)了虛表，基類(lèi)中的普通函數(shù)，派生類(lèi)繼承之后不會(huì)放進(jìn)虛表

3. 派生類(lèi)自己新增的虛函數(shù)按其在派生類(lèi)中的聲明次序增加到派生類(lèi)虛表的最后，如下圖所示

派生類(lèi)的虛表生成過(guò)程：

?2.多態(tài)原理剖析

基于上面創(chuàng)建的基類(lèi)Base和派生類(lèi)Derive，執(zhí)行以下代碼，觀察執(zhí)行結(jié)果?

🍪分析：

• func3是基類(lèi)Base中的定義的普通函數(shù)
• func1是基類(lèi)Base中定義的虛函數(shù)，且派生類(lèi)完成了對(duì)func1的重寫(xiě)，構(gòu)成多態(tài)

🍪普通函數(shù)的調(diào)用，只與調(diào)用函數(shù)的對(duì)象的類(lèi)型有關(guān)

前兩次對(duì)func3的調(diào)用都是Base*類(lèi)型的指針進(jìn)行調(diào)用

🍪多態(tài)調(diào)用，與函數(shù)調(diào)用者指向的整個(gè)對(duì)象有關(guān)

• 第一次對(duì)func1的調(diào)用：ptr指向的是一個(gè)Base對(duì)象，對(duì)虛函數(shù)func1的調(diào)用需要到_vfptr指向的虛表中查找func1函數(shù)的地址進(jìn)行調(diào)用，最終調(diào)用的是Base類(lèi)中的函數(shù)func1
• 第二次對(duì)func1的調(diào)用：ptr指向的是Derive對(duì)象中Base的切片，對(duì)虛函數(shù)func1的調(diào)用仍然需要到_vfptr指向的虛表中查找func1函數(shù)的地址進(jìn)行調(diào)用，但是這一次，_vfptr指向的虛表中，func1函數(shù)的地址已經(jīng)更改成了Derive類(lèi)中重寫(xiě)的func1函數(shù)地址，所以最終調(diào)用的是Derive中重寫(xiě)的func1函數(shù)