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多态原理探究

2023-11-15

概念

  1. 当类中声明虚函数时，编译器会在类中生成一个虚函数表
  2. 虚函数表是一个存储类成员函数指针的数据结构
  3. 虚函数表是由编译器自动生成与维护的
  4. virtual成员函数会被编译器放入虚函数表中
  5. 当存在虚函数时，每个对象中都有一个指向虚函数表的指针（C++编译器给父类对象、子类对象提前布局vptr指针；当进行howToPrint(Parent *base)函数是，C++编译器不需要区分子类对象或者父类对象，只需要再base指针中，找vptr指针即可。）
  6. VPTR一般作为类对象的第一个成员

实现原理

  • C++中多态的实现原理
  • 当类中声明虚函数时，编译器会在类中生成一个虚函数表
  • 虚函数表是一个存储类成员函数指针的数据结构
  • 虚函数表是由编译器自动生成与维护的
  • virtual成员函数会被编译器放入虚函数表中
  • 存在虚函数时，每个对象中都有一个指向虚函数表的指针(vptr指针)

注

  • 通过虚函数表指针vptr调用函数是在程序运行时进行的，因此需要通过寻址操作才能确定真正调用的函数，普通成员函数在编译时就确定调用的函数，所以效率上虚函数要比普通函数的开销大很多
  • 同样的，虚函数的开销又要比平常的大，因为在声明了virtual会有一个指针的开销
  • C++编译器，执行HowToPrint函数，不需要区分是子类对象还是父类对象
构造函数中能调用虚函数，实现多态吗

首先说结论，不能,这其实是vptr指针的初始化问题
整体来说：只有在对象构造完全结束，后vptr指针才最终的指向确定
父类的vptr指针会指向父类虚构函数表
子类的vptr指针会指向子类虚构函数表
如果细分的话
他其实是分步的，当创建一个子类对象的时候，vptr指针会先指向父类的虚构函数表，在父类完成构造后，会才会指向子类的虚构函数表在这里插入图片描述

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多态

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