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C++虚函数及虚函数表解析
来源:fjzsksw.com 2009-11-27 编辑:yangmeiling 【字体:小 大】

画个图解释一下。如下所示:

  注意:在上面这个图中,我在虚函数表的最后多加了一个结点,这是虚函数表的结束结点,就像字符串的结束符“\0”一样,其标志了虚函数表的结束。这个结束标志的值在不同的编译器下是不同的。

  在WinXP+VS2003下,这个值是NULL。

  而在Ubuntu 7.10 + Linux 2.6.22 + GCC 4.1.3下,这个值是如果1,表示还有下一个虚函数表,如果值是0,表示是最后一个虚函数表。

  下面,我将分别说明“无覆盖”和“有覆盖”时的子类虚函数表的样子。没有覆盖父类的虚函数是毫无意义的。我之所以要讲述没有覆盖的情况,主要目的是为了给一个对比。在比较之下,我们可以更加清楚地知道其内部的具体实现。

  一般继承(无虚函数覆盖)

  下面,再让我们来看看继承时的虚函数表是什么样的。假设有如下所示的一个继承关系:

  请注意,在这个继承关系中,子类没有重写任何父类的函数。那么,在派生类的实例的虚函数表如下所示:

  对于实例:Derive d; 的虚函数表如下: (overload(重载) 和 override(重写),重载就是所谓的名同而签名不同,重写就是对子类对虚函数的重新实现。)

  我们可以看到下面几点:

  1)虚函数按照其声明顺序放于表中。

  2)父类的虚函数在子类的虚函数前面。

  一般继承(有虚函数覆盖)

  覆盖父类的虚函数是很显然的事情,不然,虚函数就变得毫无意义。下面,我们来看一下,如果子类中有虚函数重载了父类的虚函数,会是一个什么样子?假设,我们有下面这样的一个继承关系。

  为了让大家看到被继承过后的效果,在这个类的设计中,我只覆盖了父类的一个函数:f()。那么,对于派生类的实例的虚函数表会是下面的样子:

  我们从表中可以看到下面几点,

  1)覆盖的f()函数被放到了子类虚函数表中原来父类虚函数的位置。

  2)没有被覆盖的函数依旧。

  这样,我们就可以看到对于下面这样的程序,

  Base *b = new Derive();

  b->f();

  由b所指的内存中的虚函数表(子类的虚函数表)的f()的位置已经被Derive::f()函数地址所取代,于是在实际调用发生时,是Derive::f()被调用了。这就实现了多态。

  多重继承(无虚函数覆盖)

  下面,再让我们来看看多重继承中的情况,假设有下面这样一个类的继承关系。注意:子类并没有覆盖父类的函数。

  对于子类实例中的虚函数表,是下面这个样子:

  我们可以看到:

  1) 每个父类都有自己的虚表。

  2) 子类的成员函数被放到了第一个父类的表中。(所谓的第一个父类是按照声明顺序来判断的)

  这样做就是为了解决不同的父类类型的指针指向同一个子类实例,而能够调用到实际的函数。

  多重继承(有虚函数覆盖)

  下面我们再来看看,如果发生虚函数覆盖的情况。

  我们可以看见,三个父类虚函数表中的f()的位置被替换成了子类的函数指针。这样,我们就可以用任一个父类指针来指向子类,并调用子类的f()了。如:

  Derive d;

  Base1 *b1 = &d;

  Base2 *b2 = &d;

  Base3 *b3 = &d;

  b1->f(); //Derive::f()

  b2->f(); //Derive::f()

  b3->f(); //Derive::f()

  b1->g(); //Base1::g()

  b2->g(); //Base2::g()

  b3->g(); //Base3::g()



 
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