C++虚函数表(多态的实现)

多态是C++的三大特性之一,是通过虚函数表来实现的。关于虚函数表:

  • 每个含有虚函数的类都有一张虚函数表(vtbl),表中每一项是一个虚函数的地址, 也就是说,虚函数表的每一项是一个虚函数的指针。
  • 如果继承的父类中有虚函数,那么子类中也会有虚函数表。
  • 没有虚函数的C++类,是不会有虚函数表的。
  • 一个含有虚函数表的类实例化对象后,对象并不会直接存储虚函数表,而是在开始的位置存放了一个指向虚函数表的指针。

例1,没有虚函数的情况

#include <iostream>
using namespace std;
class base
{
     void f(){cout<<"base::f"<<endl;};
     void g(){cout<<"base::g"<<endl;};
     void h(){cout<<"base::h"<<endl;};
};

int main(int argc, const char * argv[]) {
    cout<<"size of Base: "<<sizeof(Base)<<endl;
    return 0;
}

运行结果:size of Base: 1。这里简单说明一下,C++的成员方法不占用内存,size为1是因为实例化对象需要在内存中分配一块地址,所以编译器就分配了一个字节给空类。

例2,有虚函数的情况

class Base {
public:
    
    virtual void f() {cout<<"base::f"<<endl;}
    virtual void g() {cout<<"base::g"<<endl;}
    virtual void h() {cout<<"base::h"<<endl;}
    
};

int main(int argc, const char * argv[]) {
    cout<<"size of Base: "<<sizeof(Base)<<endl;
    return 0;
}

运行结果:size of Base: 8。这8个字节,就是虚函数表的指针。

例3,下面,我们尝试通过地址偏移的方式来调用虚函数:

class Base {
public:
    
    virtual void f() {cout<<"base::f"<<endl;}
    virtual void g() {cout<<"base::g"<<endl;}
    virtual void h() {cout<<"base::h"<<endl;}
    
};

int main(int argc, const char * argv[]) {
    typedef void(*Func)(void);
    Base b;
    Base *d = &b;    
    long* pvptr = (long*)d; //获取指向虚函数表的指针,即b对象的首地址
    cout << "vtable address:" << *pvptr << endl; //打印虚函数表的地址

    long* vptr = (long*)*pvptr; //虚函数表的首地址
    Func f = (Func)(*vptr); //虚函数表首地址的值为第一个虚函数的函数指针
    Func g = (Func)(*(vptr+1)); //继续偏移指针,找到第二个虚函数指针
    Func h = (Func)(*(vptr+2)); //以此类推

   
//  下面这种写法与上面实际效果相同,只是指针偏移方式不同而已
//  Func f = (Func)vptr[0];  
//  Func g = (Func)vptr[1]; 
//  Func h = (Func)vptr[2]; 
 
    f();
    g();
    h();

    return 0;
}

运行结果:

vtable address:4294975712
base::f
base::g
base::h

参考文章:

下面两篇文章都讲的比较细,从无继承到多继承,图文并茂,有兴趣的同学可以学习一下!
http://www.cnblogs.com/Ripper-Y/archive/2012/05/15/2501930.html
http://www.cppblog.com/dawnbreak/archive/2009/03/10/76084.html

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,189评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,577评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,857评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,703评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,705评论 5 366
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,620评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,995评论 3 396
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,656评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,898评论 1 298
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,639评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,720评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,395评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,982评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,953评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,195评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,907评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,472评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容