c++面向对象高级编程学习十六 vptr和vtbl

当一个类中有一个或多个虚函数时，内存中会多一个虚指针（vptr，virtual pointer），指向一个虚表（vtbl，virtual table）

父类有虚函数，则子类一定有虚函数

在下图示意图中，我们可知，B继承A，C继承B。
A有两个虚函数，B继承A则也有两个虚函数，同时B对虚函数vfunc1进行了重写，同理，C继承B，则C也有两个虚函数，C对虚函数vfunc1也进行了重写。故在内存中，A B C对应的虚函数vfunc2是同一个均为A::vfunc2，对应的虚函数vfunc1分别为A::vfunc1，B::vfunc1，C::vfunc1。

c++编译器遇到函数调用时，会有两个考量，是静态绑定还是动态绑定，静态绑定是call xxx地址，即一定调用到某个地址，动态绑定可以调用到不同的地址

动态绑定需符合三个条件：

通过指针调用（对象调用函数是静态绑定）
指针是向上的关系，向上关系是指，比如 父类名称 = new 子类（），这样的关系即是一种向上的关系
调用的是虚函数

虚函数的这种用法，称之为多态。

示例程序：

#include<iostream>
using namespace std;class A {public:A(int data1, int data2) :m_data1(data1), m_data2(data2) {}virtual void vfunc1() { cout << "调用的是A的vfunc1"<< endl; }virtual void vfunc2() { cout << "调用的是A的vfunc2" << endl; }void func1() { cout << "调用的是A的func1" << endl; }void func2() { cout << "调用的是A的func2" << endl; }void getData() {cout << "A的m_data1:" << m_data1 << ",A的m_data2:" << m_data2 << endl;}
private:int m_data1, m_data2;
};class B:public A {public:B(int n1,int n2,int n3) :A(n1,n2), m_data3(n3){}virtual void vfunc1() { cout << "调用的是B的vfunc1" << endl; }void func2() { cout << "调用的是B的func2" << endl; }void getData() {A::getData();cout << "B的m_data3:" << m_data3  << endl;}
private:int m_data3;
};class C :public B {public:C(int n1, int n2, int n3,int n4,int n5):B(n1,n2,n3) , m_data1(n4), m_data4(n5) {}virtual void vfunc1() { cout << "调用的是C的vfunc1" << endl; }void func2() { cout << "调用的是C的func2" << endl; }void getData() {B::getData();cout << "C的m_data1:" << m_data1 << ",C的m_data4:" << m_data4 << endl;}
private:int m_data1, m_data4;
};

测试程序：

int main()
{A a(1,2);a.vfunc1();a.vfunc2();a.func1();a.func2();a.getData();cout << endl;B b(3,4,5);b.vfunc1();b.vfunc2();b.func1();b.func2();b.getData();cout << endl;C c(6,7,8,9,10);c.vfunc1();c.vfunc2();c.func1();c.func2();c.getData();cout << endl;A* d = new B(1,3,5);d->vfunc1();d->vfunc2();d->func1();d->func2();d->getData();cout << endl;A* d2 = new C(1, 3, 5,7,9);d2->vfunc1();d2->vfunc2();d2->func1();d2->func2();d2->getData();system("pause");return 0;
}

输出结果：

调用的是A的vfunc1
调用的是A的vfunc2
调用的是A的func1
调用的是A的func2
A的m_data1:1,A的m_data2:2调用的是B的vfunc1
调用的是A的vfunc2
调用的是A的func1
调用的是B的func2
A的m_data1:3,A的m_data2:4
B的m_data3:5调用的是C的vfunc1
调用的是A的vfunc2
调用的是A的func1
调用的是C的func2
A的m_data1:6,A的m_data2:7
B的m_data3:8
C的m_data1:9,C的m_data4:10调用的是B的vfunc1
调用的是A的vfunc2
调用的是A的func1
调用的是A的func2
A的m_data1:1,A的m_data2:3调用的是C的vfunc1
调用的是A的vfunc2
调用的是A的func1
调用的是A的func2
A的m_data1:1,A的m_data2:3

从输出结果中，我们可以看出，当对函数进行重写后，子类在调用函数时会调用重写后的函数。当函数是虚函数时，若我们按照父类名称 = new 子类（） 的形式生成指针，则该指针在调用函数时，若调用的函数是虚函数，则其会调用子类重写后的虚函数，若调用的函数不是虚函数，则无论子类对该函数是否重写，调用的均为父类的函数。

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