GeekBand-C++面向对象高级编程（下）-Week2

对象模型：虚函数表(vtbl)与虚表指针(vptr)

class A {
    virtual void func() {
        std::cout << "A::func()" << std::endl;
    }
};

class B : public A {
    virtual void func() {
        std::cout << "B::func()" << std::endl;
    }
};

int main() {
    A *p = new B;
    p->func();    // 输出结果: B::func()
    return 0;
}

我们知道，C++中，可以通过虚函数来实现多态性，而虚函数是通过虚函数表与虚表指针来进行实现的。
对于每个拥有虚函数的类来说，在创建对象时，除了为对象的成员变量开辟内存空间，还会在对象的头部存储一个虚表指针，用于指向一张虚函数表，这张函数表中存储了这个对象的虚函数地址。这样一来，当我们要调用这个对象的虚函数时，就会通过这张虚函数表来查找到相应的虚函数，因此，即是我们是通过对象的父类指针来进行调用，也能够调用到对象真正的类型中的函数，因为函数是储存在对象中的。

继承关系

虚函数表

通过这种方式，C++实现了多态。对于虚函数的存储方式，当我们进行多重继承时，会有所不同。

多重继承

多重继承时的虚函数表

重写(override)

在C++11中，增加了一个用在虚函数身上的关键字：override

class A {
    virtual void func() {
        std::cout << "A::func()" << std::endl;
    }
};

class B : public A {
    virtual void func() override {
        std::cout << "B::func()" << std::endl;
    }
};

如上所示，这个关键字可以加在虚函数尾，用来表示这个函数对父类的同名函数构成override，编译器会帮忙检查是否真的构成override，如果没有，则编译时会报错，这有助于发现编码中的错误。

重写、重载、隐藏

class A {
    virtual void func() {
        std::cout << "A::func()" << std::endl;
    }
    virtual void func(int a) {
        std::cout << "A::func(int)" << std::endl;
    }
};

class B : public A {
    virtual void func(double a) override { // error
        std::cout << "B::func(double)" << std::endl;
    }
};

如上所示，这种情况其实不构成override，会编译报错。此时A类的func(int a)对func()构成重载，而B类的func(double a)对A类的两个func形成了函数隐藏，通过B类将无法访问A类的两个func。

this指针

通过对象调用对象身上的方法，此时函数体本身如何知道该对哪个对象进行操作？此时函数体靠的就是this指针来识别是对哪个对象进行操作。对象在调用成员方法时，会自动将自己作为this指针传入成员函数，从而使函数能够对这个对象进行操作。类的static函数没有传入this指针，所以static函数不能操作成员变量，只能操作类的静态变量。

class A {
    void func1() const {}
    void func2() volatile {}
    static void func3() const {} // error
};

我们可以通过指定一个函数为const来表示这个函数不会修改对象内容，其原理就是加上const之后传入的this指针是const的，因此就无法通过这个this指针来修改对象的成员变量了。同理，函数后加volatile的实现原理也是this指针是volatile的。static函数后面加const会编译报错，就是因为static函数没有this指针的原因。