在C++語言中的虛函數的作用主要是實現了多態的機制。C++中的虛函數是通過一張C++虛函數表來實現的,這張表解決了繼承、重載的問題,保證其容真實反應實際的函數。
所謂泛型技術,說白了就是試圖使用不變的代碼來實現可變的算法。比如:模板技術,RTTI技術,虛函數技術,要麼是試圖做到在編譯時決議,要麼試圖做到運行時決議。關於虛函數的使用方法,我在這裡不做過多的闡述。大家可以看看相關的C++的書籍。在這篇文章中,我只想從虛函數的實現機制上面為大家 一個清晰的剖析。
當然,相同的文章在網上也出現過一些了,但我總感覺這些文章不是很容易閱讀,大段大段的代碼,沒有圖片,沒有詳細的說明,沒有比較,沒有舉一反三。不利於學習和閱讀,所以這是我想寫下這篇文章的原因。也希望大家多給我提意見。 言歸正傳,讓我們一起進入虛函數的世界。
虛函數表
對C++ 了解的人都應該知道虛函數Virtual Function)是通過一張虛函數表Virtual Table)來實現的。簡稱為V-Table。 在這個表中,主是要一個類的虛函數的地址表,這張表解決了繼承、覆蓋的問題,保證其容真實反應實際的函數。
這樣,在有虛函數的類的實例中這個表被分配在了 這個實例的內存中,所以,當我們用父類的指針來操作一個子類的時候,這張虛函數表就顯得由為重要了,它就像一個地圖一樣,指明了實際所應該調用的函數。
這裡我們著重看一下這張虛C++虛函數表。在C++的標准規格說明書中說到,編譯器必需要保證虛函數表的指針存在於對象實例中最前面的位置這是為了保證正確取到虛函數的偏移量)。 這意味著我們通過對象實例的地址得到這張虛函數表,然後就可以遍歷其中函數指針,並調用相應的函數。
聽我扯了那麼多,我可以感覺出來你現在可能比以前更加暈頭轉向了。 沒關系,下面就是實際的例子,相信聰明的你一看就明白了。 假設我們有這樣的一個類:
- class Base {
- private:
- virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }
- };
- class Derive : public Base{
- };
- typedef void(*Fun)(void);
- void main() {
- Derive d;
- Fun pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d)+0);
- pFun();
- }
C++這門語言是一門Magic的語言,對於程序員來說,我們似乎永遠摸不清楚這門語言背著我們在干了什麼。需要熟悉這門語言,我們就必需要了解C++裡面的那些東西,需要去了解C++中那些危險的東西。不然,這是一種搬起石頭砸自己腳的C++虛函數表。