c++从入门到精通——虚函数表

╰+攻爆jí腚メ 2022-12-08 05:48 155阅读 0赞

### 目录 ###

*  多态的基本概念
 *  静态联编与动态联编
 *  虚函数表
 *   *  查看Animal的虚函数表
     *  查看cat的虚函数表

# 多态的基本概念 #

多态是面向对象程序设计语言中数据抽象和继承之外的第三个基本特征。

多态性(polymorphism)提供接口与具体实现之间的另一层隔离，从而将”what”和”how”分离开来。多态性改善了代码的可读性和组织性，同时也使创建的程序具有可扩展性，项目不仅在最初创建时期可以扩展，而且当项目在需要有新的功能时也能扩展。  
c++支持编译时多态(静态多态)和运行时多态(动态多态)，运算符重载和函数重载就是编译时多态，而派生类和虚函数实现运行时多态。

**静态多态和动态多态的区别就是函数地址是早绑定(静态联编)还是晚绑定(动态联编)**。如果函数的调用，在编译阶段就可以确定函数的调用地址，并产生代码，就是静态多态(编译时多态)，就是说地址是早绑定的。而如果函数的调用地址不能编译不能在编译期间确定，而需要在运行时才能决定，这这就属于晚绑定(动态多态,运行时多态)。

# 静态联编与动态联编 #

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    class Animal
    { 
    public:
    	virtual void speak()
    	{ 
    		cout << "动物在说话" << endl;
    	}
    
    	virtual void eat()
    	{ 
    		cout << "动物在吃饭" << endl;
    	}
    
    };
    
    class Cat :public Animal
    { 
    public:
    	void speak()
    	{ 
    		cout << "小猫在说话" << endl;
    	}
    
    	virtual void eat()
    	{ 
    		cout << "小猫在吃鱼" << endl;
    	}
    };
    
    //调用doSpeak ，speak函数的地址早就绑定好了，早绑定，静态联编，编译阶段就确定好了地址
    //如果想调用猫的speak，不能提前绑定好函数的地址了，所以需要在运行时候再去确定函数地址
    //动态联编，写法 doSpeak方法改为虚函数,在父类上声明虚函数，发生了多态
    // 父类的引用或者指针 指向 子类对象
    void doSpeak(Animal & animal) //Animal & animal = cat
    { 
    	animal.speak();
    }
    //如果发生了继承的关系，编译器允许进行类型转换
    
    void test01()
    { 
    	Cat cat;
    	doSpeak(cat);
    
    }
    
    
    void test02()
    { 
    	//cout << sizeof(Animal) << endl;
    	//父类指针指向子类对象 多态
    	Animal * animal = new Cat;
    
    	//animal->speak();
    	// *(int*)*(int*)animal 函数地址
    	((void(*)()) (*(int*)*(int*)animal))();
    
    	// *((int*)*(int*)animal+1)猫吃鱼的地址
    
    	((void(*)()) (*((int*)*(int*)animal + 1)))();
    }
    
    int main(){ 
    
    	test01();
    
    	//test02();
    
    	system("pause");
    	return EXIT_SUCCESS;
    }

# 虚函数表 #

打开vs开发人员工具  
![在这里插入图片描述][20200918190853988.png_pic_center]

## 查看Animal的虚函数表 ##

cl /d1 reportSingleClassLayoutAnimal test.cpp

输出

class Animal    size(4):
            +---
     0      | { vfptr}
            +---
    
    Animal::$vftable@:
            | &Animal_meta
            |  0
     0      | &Animal::speak
     1      | &Animal::eat
    
    Animal::speak this adjustor: 0
    Animal::eat this adjustor: 0

图片  
![在这里插入图片描述][20200918185747342.png]  
其中，`size(4)`说明是一个指针。

## 查看cat的虚函数表 ##

打开vs开发人员工具

cl /d1 reportSingleClassLayoutCat test.cpp

输出

class _s__CatchableType size(28):
            +---
     0      | properties
     4      | pType
     8      | _PMD thisDisplacement
    20      | sizeOrOffset
    24      | copyFunction
            +---
    
    class _s__CatchableTypeArray    size(4):
            +---
     0      | nCatchableTypes
     4      | arrayOfCatchableTypes
            +---
    
    class Cat       size(4):
            +---
     0      | +--- (base class Animal)
     0      | | { vfptr}
            | +---
            +---
    
    Cat::$vftable@:
            | &Cat_meta
            |  0
     0      | &Cat::speak
     1      | &Cat::eat
    
    Cat::speak this adjustor: 0
    Cat::eat this adjustor: 0

[20200918190853988.png_pic_center]: /images/20221123/4ab9f7cb9bf3442cbaf6daa1beec2faa.png
[20200918185747342.png]: /images/20221123/7b7889b0a6764795b6abb81464253fbc.png