1. 多態(tài)的實(shí)現(xiàn)原理
1.1虛函數(shù)表和vptr指針
- 當(dāng)類中聲明虛函數(shù)時(shí)肋坚，編譯器會(huì)在類中生成一個(gè)虛函數(shù)表；
- 虛函數(shù)表是一個(gè)存儲(chǔ)類成員函數(shù)指針的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)几苍；
- 虛函數(shù)表是由編譯器自動(dòng)生成與維護(hù)的翻屈；
- virtual成員函數(shù)會(huì)被編譯器放入虛函數(shù)表中；
- 存在虛函數(shù)時(shí)妻坝，每個(gè)對象中都有一個(gè)指向虛函數(shù)表的指針(vptr指針)伸眶。
class Parent
{
public:
virtual void func(int a,int b){
cout<<"Parent:func(int a,int b)..."<<endl;
}
virtual void func(int a){
cout<<"Parent:func(int a)..."<<endl;
}
void func(int a,int b,int c){
cout<<"Parent:func(int a,int b,int c)..."<<endl;
}
private:
int a;
};
class Child:public Parent
{
public:
virtual void func(int a,int b){
cout<<"Child:func(int a,int b)..."<<endl;
}
virtual void func(int a){
cout<<"Child:func(int a)..."<<endl;
}
/*
void func(int a,int b,int c){
cout<<"Child:func(int a,int b,int c)..."<<endl;
}
*/
private:
int b;
};
int main(void)
{
Parent *p = new Child;//父類指針指向了子類對象
p->func(10,20);//此時(shí)發(fā)生了多態(tài)，這里調(diào)了Child::print();
//編譯器會(huì)通過p指針刽宪，找到p指針?biāo)赶騼?nèi)存塊的vptr指針厘贼，根據(jù)vptr指針再去匹配的函數(shù)
p->func(10,20,30);//這里調(diào)用父類的！//靜態(tài)聯(lián)編
p->func(20,30);//動(dòng)態(tài)聯(lián)編
return 0;
}
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1.2說明
- 通過虛函數(shù)表指針VPTR調(diào)用重寫函數(shù)是在程序運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的圣拄，因此需要通過尋址操作才能確定真正應(yīng)該調(diào)用的函數(shù)嘴秸。而普通成員函數(shù)是在編譯時(shí)就確定了調(diào)用的函數(shù)。在效率上庇谆，虛函數(shù)的效率要低很多岳掐。
- 出于效率考慮，沒有必要將所有成員函數(shù)都聲明為虛函數(shù)
- C++編譯器饭耳，執(zhí)行run函數(shù)串述，不需要區(qū)分是子類對象還是父類對象,而是直接通過p的VPTR指針?biāo)赶虻膶ο蠛瘮?shù)執(zhí)行即可。
2.證明vptr指針的存在
class Parent
{
public:
void func(int a,int b){
cout<<"Parent func()....."<<endl;
}
private:
int a;
}
class Parent2
{
public:
virtual void func(int a,int b){
cout<<"Parent2 func..."<<endl;
}
private:
int a;
};
int main(void)
{
Parent p1;
Parent2 p2;
cout<<"sizeof(p1):"<<sizeof(p1)<<endl;//4
cout<<"sizeof(p2):"<<sizeof(p2)<<endl;//4
//給Parent2的func方法單獨(dú)加上virtual 后哥攘，輸出：8
//vptr指針我們訪問不了剖煌，vptr指針指向的是Parent2類的虛函數(shù)表
//此表中目前有一個(gè)虛函數(shù)func(int a,int b)的入口地址!
return 0;
}
2.1vptr指針的分步初始化(面試題)
//本例只做示范，不要在構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用成員函數(shù)
class Parent
{
public:
Parent(int a){
cout<<"Parent(int a)...."<<endl;
this->a = a;
print();//這個(gè)print打印的是Parent還是Child的逝淹？
//是父類的print()
}
//虛函數(shù)
virtual void print(){
cout<<"Parent::print()..."<<a<<endl;
}
private:
int a;
};
class Child:public Parent
{
public:
Child(int a,int b):Parent(a){
//在此處之前耕姊，是構(gòu)造父類的內(nèi)存空間，此時(shí)child還沒有構(gòu)造完畢栅葡，vptr指針是指向的是父類的虛函數(shù)表
cout<<"Child..."<<endl;
this->b = b;
print();//vptr轉(zhuǎn)移指向子類的虛函數(shù)表茉兰，所以是調(diào)用子類的print
}
//重寫了父類的虛函數(shù)
virtual void print(){
cout<<"Child::print()..."<<a<<","<<b<<endl;
}
private:
int b;
};
int main(void)
{
Parent *p = new Child(10,20);//在此調(diào)用child的構(gòu)造函數(shù)
p->print();//此時(shí)發(fā)生多態(tài)
delete p;
return 0;
}
2.2父類指針和子類指針的步長
class Parent
{
public:
Parent(int a){
this->a =a;
}
virtual void print(){
cout<<"Parent::print().."<<a<<endl;
}
private:
int a;
};
class Child:public Parent
{
public:
Child(int a):Parent(a){
}
virtual void print(){
cout<<"Child::print()..."<<a<<end;
}
private:
//加個(gè)int b 步長就不一樣了
};
int main(void)
{
Child array[] = {Child(0),Child(1),Child(2)};//array[0],array[1],array[2]
Child *cp = &array[0];
Parent *pp = &array[0];
cp->print();//Child
pp->print();//Child 發(fā)生多態(tài)！
cout<<"......................................."<<endl;
cp++;
pp++;
cp->print();//Child
pp->print();//Child
//cp和pp步長只是恰巧相等Ｐ来亍规脸！sizeof(Class)剛好等于sizeof(Parent)而已坯约！
//加個(gè)私有變量就不同了！
int i;
for(i = 0,pp = &array[0];i<3;i++,pp++){
pp->print();
}
return 0;
}
3.有關(guān)多態(tài)的理解
多態(tài)的實(shí)現(xiàn)效果
多態(tài)：同樣的調(diào)用語句有多種不同的表現(xiàn)形態(tài)莫鸭；
多態(tài)實(shí)現(xiàn)的三個(gè)條件
有繼承闹丐、有virtual重寫、有父類指針（引用）指向子類對象被因。
多態(tài)的C++實(shí)現(xiàn)
virtual關(guān)鍵字卿拴，告訴編譯器這個(gè)函數(shù)要支持多態(tài)；不是根據(jù)指針類型判斷如何調(diào)用梨与；而是要根據(jù)指針?biāo)赶虻膶?shí)際對象類型來判斷如何調(diào)用
多態(tài)的理論基礎(chǔ)
動(dòng)態(tài)聯(lián)編PK靜態(tài)聯(lián)編堕花。根據(jù)實(shí)際的對象類型來判斷重寫函數(shù)的調(diào)用。
多態(tài)的重要意義
設(shè)計(jì)模式的基礎(chǔ)是框架的基石粥鞋。
多態(tài)的原理探究
虛函數(shù)表和vptr指針缘挽。
