類中函數(shù)的深度探索

類中包含的函數(shù)主要有三種：static成員函數(shù)隆夯、nostatic成員函數(shù)、virtual成員函數(shù)。

C++類中數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)的命名機(jī)制：

數(shù)據(jù)成員的命名：在每個(gè)數(shù)據(jù)成員命名的時(shí)候編譯器將該成員所屬的類名也添加上猜绣，用來標(biāo)志這個(gè)成員的來源范圍秩贰。這樣霹俺，繼承類就可以與子類用相同的名字命名其成員，這樣就不會(huì)產(chǎn)生二義性和沖突毒费，但是對(duì)外界而言丙唧，通過繼承類對(duì)象訪問該名字，只會(huì)獲取繼承類的數(shù)據(jù)成員觅玻，因?yàn)楦鶕?jù)命名查找機(jī)制想际，兩個(gè)名字屬于不同的作用域，繼承類中的成員覆蓋了子類中的成員串塑，想要調(diào)用必須顯示調(diào)用子類成員或在繼承類作用域中使用using沼琉。（函數(shù)名相同）

成員函數(shù)的命名：在同一個(gè)類中允許函數(shù)重載，重載的機(jī)制就是對(duì)函數(shù)名+參數(shù)名編碼獲得唯一的編碼識(shí)別桩匪。

（1）static成員函數(shù)

首先打瘪，說明static成員函數(shù)的幾條限制：1）static成員函數(shù)只能使用static數(shù)據(jù)成員；2）static成員函數(shù)不能設(shè)為const傻昙、virtual闺骚、inline函數(shù)，只能保持一份實(shí)例妆档；3）static成員函數(shù)不使用this指針僻爽，因此不必需要通過對(duì)象來訪問，雖然很多時(shí)候是這樣使用的贾惦。

static成員函數(shù)在內(nèi)存空間中只有一份實(shí)例胸梆，如果取函數(shù)的地址，得到的是真實(shí)的內(nèi)存地址须板，其函數(shù)指針是與普通函數(shù)相同的函數(shù)指針碰镜，而不是指向成員函數(shù)的指針，例如

static int foo(); int (*p)()=&A::foo; 使用方法與普通函數(shù)指針相同习瑰。

因此绪颖，對(duì)于static成員函數(shù)的調(diào)用與調(diào)用非成員函數(shù)的效率是相同的。

（2）nostatic成員函數(shù)

雖然nostatic成員函數(shù)也是存放在對(duì)象外的內(nèi)存空間中甜奄，且取其函數(shù)地址也是真實(shí)的內(nèi)存地址柠横，但是調(diào)用nostatic成員函數(shù)也需要通過對(duì)象，也就是說需要this指針课兄，因?yàn)閚ostatic成員函數(shù)中可以直接使用類數(shù)據(jù)成員牍氛。

編譯器將this指針作為參數(shù)傳進(jìn)nostatic成員函數(shù)中去，然后通過this指針訪問數(shù)據(jù)成員烟阐。例如：

int foo();A a;a.foo();編譯器將轉(zhuǎn)化為foo(&a);

編譯器將成員函數(shù)轉(zhuǎn)化為了非成員函數(shù)糜俗，是的對(duì)成員函數(shù)的調(diào)用不會(huì)有異于非成員函數(shù)。

成員函數(shù)的指針的使用也必須通過對(duì)象調(diào)用，例如

int (A::p)()=&A::foo;(a.p)();相當(dāng)于p(&a)調(diào)用悠抹，也可以由其繼承類對(duì)象調(diào)用。

（3）virtual函數(shù)

虛擬成員函數(shù)地址存放在虛表中扩淀，而獲得到虛表的訪問權(quán)仍然需要通過對(duì)象的地址楔敌。

指向虛擬成員函數(shù)的指針獲取到的虛擬成員函數(shù)的地址實(shí)際上是虛擬函數(shù)在虛表中slot編號(hào)，通過該編號(hào)可以獲取到虛擬成員函數(shù)的地址驻谆，也正是因?yàn)楂@取得到的是編號(hào)而非真正的內(nèi)存地址卵凑，才能實(shí)現(xiàn)多態(tài)機(jī)制。

1）單一繼承

單一繼承情況下胜臊，子類會(huì)繼承父類的vptr指針和虛表勺卢，不會(huì)產(chǎn)生新的vptr，這時(shí)象对，子類中若存在不同與父類的虛擬函數(shù)黑忱，將會(huì)添加到虛表的尾部，子類若修改了父類中虛擬函數(shù)的定義勒魔，將會(huì)在虛表中相應(yīng)的位置進(jìn)行覆蓋指向新的函數(shù)地址甫煞，也就是說，子類的虛表是在父類虛表的基礎(chǔ)上擴(kuò)展修改得到的冠绢。

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2）多重繼承

多重繼承中牽扯到this指針調(diào)整的問題抚吠，也就是第二個(gè)及以后的父類地址的問題。C++中將繼承類的虛函數(shù)寫到第一個(gè)父類的虛表中弟胀，而第一個(gè)父類的虛表也就成為主虛表楷力，其他的則成為次虛表。

在繼承類中修改的虛函數(shù)將會(huì)覆蓋所有的虛表中原虛函數(shù)孵户，<strong>凡是繼承類中存在的虛函數(shù)都會(huì)在主虛表中出現(xiàn)萧朝，</strong>對(duì)于沒有修改的虛函數(shù)，其實(shí)際地址存放位置仍然在原父類的虛表中延届，調(diào)用的時(shí)候需要進(jìn)行this指針調(diào)整剪勿。

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如圖，Derived a;a.mumble();的調(diào)用將會(huì)在主虛表中查到4號(hào)函數(shù)方庭，然后將this指針調(diào)整到Base2位置厕吉，同多Base2 子對(duì)象調(diào)用mumble（）函數(shù)。

再例如械念，Base2 *p=new Derived; delete p;也會(huì)產(chǎn)生this指針的調(diào)整头朱，必須調(diào)用正確的析構(gòu)函數(shù)，this指針必須回到真?zhèn)€Derived對(duì)象的地址首部龄减。

因此项钮，對(duì)于多重繼承主要是要考慮this指針的調(diào)整問題。

3）虛擬繼承

虛擬繼承的子類將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)vptr和一個(gè)虛表來存儲(chǔ)子類中虛擬函數(shù)和其子類對(duì)象的地址。

虛擬繼承也需要進(jìn)行this指針的調(diào)整烁巫，如同多重繼承一樣署隘，但是this指針的調(diào)整更加復(fù)雜，建議不要在虛擬基類中定義nostatic成員亚隙，這樣會(huì)使虛擬子類對(duì)象的offset值的確定變得過于復(fù)雜磁餐。（在不同子類中，虛擬子對(duì)象的offset是不相同的）阿弃。

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