麻了,昨天面试完才发现自己对虚函数,多态的知识理解的实在是太浅了…被问烂了…
建议大家看看这几篇文章:
虚函数及虚函数表
虚函数为什么效率低
为什么基类指针(或引用)可以调用派生类的private虚函数
下面是一些个人理解总结:
1. 首先我们搞清楚一个点,对于(基类指针指向派生类对象)到底有什么用?
Base *p = new Pai();
不是为了p能去使用派生类中的所有东西,p只能在实现多态时去调用派生类重写的虚函数,仅此而已!因为在编译的时候,编译器理解的就是p始终就是指向一个基类对象的,所以当我们在通过p去调用派生类中非动态的成员时,编译器报的错误是说:在基类中找不到成员。只有在运行时,这个基类指针才会动态的绑定到它被赋值的派生类上(比如在代码中是绑定到派生类),因此在通过基类指针调用虚函数时,使用的虚表指针是派生类对象的虚表指针(而不是基类对象的),从而去派生类的虚表里面找对于的虚函数,而在派生类的虚表中以及重写了(继承之后的地址偏移是一致的,但是重写后同样偏移地址上的函数被派生类的覆盖了),所以调用的就是派生类的!
关于虚函数,多态的细节真的非常多…
2.关于虚表的结构?以及虚表指针是如何寻址的?
虚表的结构就是一个类似数组的结构,但是没有那么简单,可以暂时这么理解;
虚表里面存放的就是虚函数们的入口地址(并不是函数),虚表就相当于是一个指针数组;
虚表指针就是指向虚表的指针,虚表指针和虚表的关系可以理解为:
int *vptr = new int[maxn];
vptr就相当于是虚表指针,[]就相当于是虚表;
那么这些虚表的内容都是在编译期间就确定的了,也就是我们相当于是知道了每个虚函数入口地址在虚表中的偏移量,所以我们在通过虚表指针访问虚函数的时候,不是遍历的找,而是类似于随机访问p->fun() (*p->vptr[n]),n就是虚函数fun在虚表中的偏移量,是在编译阶段就确定了的。而动态是指,在运行的时候,绑定的是那个派生类,调用的是那个派生类的虚表指针。
3.虚表放的啥东西?
注意一个点,虚函数表中放的是函数的入口地址,所有函数只会保留一份;
别被网上说的误导了…在继承的时候,虚函数不会被继承多份,会被继承多份的是虚函数的入口地址!
看下面这张图:
下面是我自己画的:
图中1的地方是当派生类没有虚函数时的情况,其虚表指针直接指向基类的虚表就行;
4.一个注意点。
如果要实现基类指针指向派生类对象,那么派生类一定要public继承基类,在私有继承和保护继承时基类指针(引用)无法指向派生类!
5.为什么在多态的时候,在类外,基类指针指向派生类时,基类指针能够调用到派生类重写的私有虚函数呢?
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