多态的实现原理分析----虚表

实现多态三点:
1.必须最少两个类,而且必须是继承
2.必须函数是虚函数(同名,同参,同返回类型)
3.通过基类的指针或引用来实现


一个类里边无论有多少个虚函数,虚表指针__vfptr只会有一个,占四个字节

虚表中有两部分内容:1、虚函数的地址;2、虚函数;

并且虚函数的地址总是以0x00000000作为结束。

#include
using namespace std;

class Base
{
	virtual void f()
	{}
	virtual void g()
	{}
	virtual void h()
	{}
};

void main()
{
	Derive d;
}

多态的实现原理分析----虚表_第1张图片

多态的实现原理分析----虚表_第2张图片

通过调用内存 我们可以清晰可见

多态的实现原理分析----虚表_第3张图片


下面从4种情况对虚表进行详细的理解:

1、在单继承没有覆盖的情况下,子类的虚表会紧跟父类的虚表(虚函数按照声明顺序放于表中)。

#include
using namespace std;

class Base
{
	virtual void f()
	{}
	virtual void g()
	{}
	virtual void h()
	{}
};
class Derive : public Base
{
	virtual void f1()
	{}
	virtual void g1()
	{}
	virtual void h1()
	{}
};

void main()
{
	Derive d;
}
多态的实现原理分析----虚表_第4张图片

2、在单继承有覆盖的情况下,覆盖的子类会替代原先父类虚表的位置,其余的子类虚表会紧跟父类

class Base
{
	virtual void f()
	{}
	virtual void g()
	{}
	virtual void h()
	{}
};
class Derive : public Base
{
	virtual void f()
	{}
	virtual void g1()
	{}
	virtual void h1()
	{}
};

void main()
{
	Derive d;
}
多态的实现原理分析----虚表_第5张图片

3、在多继承没有覆盖的情况下,子类的虚表会紧跟第一个父类的虚表,其他的父类虚表中不会出现子类的虚表

#include
using namespace std;

class Base
{
	virtual void f()
	{}
	virtual void g()
	{}
	virtual void h()
	{}
};
class Base1
{
	virtual void f()
	{}
	virtual void g()
	{}
	virtual void h()
	{}
};
class Base2
{
	virtual void f()
	{}
	virtual void g()
	{}
	virtual void h()
	{}
};
class Derive : public Base, public Base1, public Base2
{
	virtual void f1()
	{}
	virtual void g1()
	{}
	virtual void h1()
	{}
};

void main()
{
	Derive d;
}
多态的实现原理分析----虚表_第6张图片

4、在多继承有覆盖的情况下,覆盖的子类会替代所有父类同名虚函数在虚表中的位置,其余的子类虚表会紧跟第一个父类的虚表

#include
using namespace std;

class Base
{
	virtual void f()
	{}
	virtual void g()
	{}
	virtual void h()
	{}
};
class Base1
{
	virtual void f()
	{}
	virtual void g()
	{}
	virtual void h()
	{}
};
class Base2
{
	virtual void f()
	{}
	virtual void g()
	{}
	virtual void h()
	{}
};
class Derive : public Base, public Base1, public Base2
{
	virtual void f()
	{}
	virtual void g1()
	{}
	virtual void h1()
	{}
};

void main()
{
	Derive d;
}

多态的实现原理分析----虚表_第7张图片

基类的指针和引用调动派生类的虚函数,并不是访问的是派生类的虚函数,而是访问基类中被派生类覆盖的虚函数。

多态的实现原理分析----虚表_第8张图片

所以访问的位置还是在基类中,并没有进入派生类,这也是多态的实质。

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