虚函数的调用原理
虚函数以及虚函数表
引言
如果父类与子类有同名的方法,当父类指针指向子类对象时,通过该指针调用同名方法,会直接调用父类的方法,将父类中该方法定义为虚函数则可以解决这个问题,代码如下:
#include
using namespace std;
class father
{
public:
father()
{
cout << "调用father构造函数" << endl;
}
void eat()
{
cout << "我喜欢吃牛肉" << endl;
}
};
class son:public father
{
public:
son()
{
cout << "调用son类的构造函数" << endl;
}
void eat()
{
cout << "我喜欢吃羊肉" << endl;
}
};
int main()
{
father* father1;
father1 = new son();
father1->eat();
return 0;
}
执行结果如下:
可以看出当father类指针指向son类对象时调用了同名的eat()方法,执行的是father的eat()方法,那么怎么样才能执行son类的eat()方法呢?
实现方法是在father类的eat()方法前加一个virtual关键字,使得该函数成为虚函数,代码如下:
virtual void eat()
{
cout << "我喜欢吃牛肉" << endl;
}
再次执行,结果如下:
可以看到此时执行了子类的eat()方法,
虚函数的调用原理
继承一个基类的情况
class father
{
public:
virtual void func1() { cout << "调用func1" << endl; }
virtual void func2() { cout << "调用func2" << endl; }
virtual void func3() { cout << "调用func3" << endl; }
public:
int x = 0;
int y = 2;
};
class son :public father
{
public:
void func1()override { cout << "调用son1" << endl; }
virtual void son3() { cout << "调用son3" << endl; }
public:
int i = 10;
int j = 20;
};
定义一个子类对象,子类对象的内存分布如下图:
根据上图,子类对象son1的第一个成员存放了虚函数表的指针,因此可以根据son1的地址取出虚表指针来调用虚函数,代码实现如下:
int* pSon1 = (int*)*(int*)&son1;
cout < 代码执行结果(完整代码最后附上):
多重继承的情况
class father
{
public:
virtual void func1() { cout << "调用func1" << endl; }
virtual void func2() { cout << "调用func2" << endl; }
virtual void func3() { cout << "调用func3" << endl; }
public:
int x = 0;
int y = 2;
};
class mother
{
public:
virtual void handle1() { cout << "调用handle1" << endl; }
virtual void handle2() { cout << "调用handle2" << endl; }
virtual void handle3() { cout << "调用handle3" << endl; }
public:
int m = 5;
int n = 8;
};
class son :public father, public mother
{
public:
void func1()override { cout << "调用son1" << endl; }
void handle2()override { cout << "调用son2" << endl; }
virtual void son3() { cout << "调用son3" << endl; }
public:
int i = 10;
int j = 20;
};
在多重继承的情况下,子类对象的内存分布情况如下图:
根据上图可以由对象son1的地址来调用虚函数表2,代码如下:
cout << endl << "调用第二个虚函数表" << endl;
int *pSon2 = (int*)*((int*)(&son1) + 3);
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
(*((func_t*)pSon2 + i))();
}
代码执行结果如下图:
结论
1.在多重继承的情况下,子类对象会存储多个虚函数表指针(取决于继承了多少个父类),而且存放顺序是根据继承顺序来的
2.子类单独定义的虚函数存放在第一个虚函数表的最后一个位置,同样子类的数据成员也存放在最后
源代码:https://github.com/1137185761/virtual-function.git