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虚函数联系到多态,多态联系到继承,没有了继承,什么都是不成立的。
一:什么是虚函数?
简单地说,那些被virtual关键字修饰的成员函数,就是虚函数。虚函数的作用,用专业术语来解释就是实现多态性(Polymorphism),多态性是将接口与实现进行分离;用形象的语言来解释就是实现以共同的方法,
但因个体差异而采用不同的策略。下面来看一段简单的代码
1 class A{ 2 public: 3 void print() {cout<<"This is A"<<endl;} 4 }; 5 class B:public A{ 6 public : 7 void print() {cout<<"This is B"<<endl;} 8 } ; 9 10 int main() 11 { 12 A a; 13 B b; 14 a.print(); 15 b.print(); 16 }
通过class A和class B的print()这个接口,可以看出这两个class因个体的差异而采用了不同的策略,输出的结果也是我们预料中的,分别是This is A和This is B。但这是否真正做到了多态性呢?No,
多态还有个关键之处就是一切用指向基类的指针或引用来操作对象。那现在就把main()处的代码改一改。
1 class A{ 2 public: 3 void print() {cout<<"This is A"<<endl;} 4 }; 5 class B:public A{ 6 public : 7 void print() {cout<<"This is B"<<endl;} 8 } ; 9 10 int main() 11 { 12 A a; 13 B b; 14 A *p1 = &a; 15 B *p2 = &b; 16 a->print(); 17 b->print(); 18 }
运行一下看看结果,哟呵,蓦然回首,结果却是两个This is A。问题来了,p2明明指向的是class B的对象但却是调用的class A的print()函数,这不是我们所期望的结果,
那么解决这个问题就需要用到虚函数
1 class A{ 2 3 public: 4 5 virtual void print(){ cout<<”This is A”<<endl;} //现在成了虚函数了 6 7 }; 8 9 class B:public A{ 10 11 public: 12 13 void print(){ cout<<”This is B”<<endl;} //这里需要在前面加上关键字virtual吗? 14 15 };
毫无疑问,class A的成员函数print()已经成了虚函数,那么class B的print()成了虚函数了吗?回答是Yes,我们只需在把基类的成员函数设为virtual,
其派生类的相应的函数也会自动变为虚函数。所以,class B的print()也成了虚函数。那么对于在派生类的相应函数前是否需要用virtual关键字修饰,那就是你自己的问题了。
现在重新运行main2的代码,这样输出的结果就是This is A和This is B了。
现在来消化一下,作个简单的总结,指向基类的指针在操作它的多态类对象时,会根据不同的类对象,调用其相应的函数,这个函数就是虚函数。
二, 虚函数是如何做到的(如果你没有看过《Inside The C++ Object Model》这本书,但又急切想知道,那你就应该从这里开始)
虚函数是如何做到因对象的不同而调用其相应的函数的呢?现在我们就来剖析虚函数。我们先定义两个类
1 class A{ //虚函数示例代码 2 3 public: 4 5 virtual void fun(){cout<<1<<endl;} 6 7 virtual void fun2(){cout<<2<<endl;} 8 9 }; 10 11 class B:public A{ 12 13 public: 14 15 void fun(){cout<<3<<endl;} 16 17 void fun2(){cout<<4<<endl;} 18 19 };
由于这两个类中有虚函数存在,所以编译器就会为他们两个分别插入一段你不知道的数据,并为他们分别创建一个表。那段数据叫做vptr指针,指向那个表。那个表叫做vtbl,
每个类都有自己的vtbl,vtbl的作用就是保存自己类中虚函数的地址,我们可以把vtbl形象地看成一个数组,这个数组的每个元素存放的就是虚函数的地址,请看图
1 #include<iostream> 2 using namespace std; 3 //将上面“虚函数示例代码”添加在这里 4 int main(){ 5 void(*fun)(A*); 6 A*p=newB; 7 long lVptrAddr; 8 memcpy(&lVptrAddr,p,4); 9 memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr),4); 10 fun(p); 11 delete p; 12 system("pause"); 13 }
用VC或Dev-C++编译运行一下,看看结果是不是输出3,如果不是,那么太阳明天肯定是从西边出来。现在一步一步开始分析
1 #include<iostream> 2 using namespace std; 3 classA{//虚函数示例代码2 4 public: 5 virtual void fun(){cout<<"A::fun"<<endl;} 6 virtual void fun2(){cout<<"A::fun2"<<endl;} 7 }; 8 classB:publicA{ 9 public: 10 void fun(){cout<<"B::fun"<<endl;} 11 void fun2(){cout<<"B::fun2"<<endl;} 12 };//end//虚函数示例代码2 13 int main(){ 14 void(A::*fun)();//定义一个函数指针 15 A*p=newB; 16 fun=&A::fun; 17 (p->*fun)(); 18 fun=&A::fun2; 19 (p->*fun)(); 20 delete p; 21 system("pause"); 22 }
1 #include<iostream> 2 using namespace std; 3 //将上面“虚函数示例代码2”添加在这里 4 void CallVirtualFun(void*pThis,intindex=0){ 5 void(*funptr)(void*); 6 longl VptrAddr; 7 memcpy(&lVptrAddr,pThis,4); 8 memcpy(&funptr,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr)+index,4); 9 funptr(pThis);//调用 10 } 11 int main(){ 12 A*p=newB; 13 CallVirtualFun(p);//调用虚函数p->fun() 14 CallVirtualFun(p,1);//调用虚函数p->fun2() 15 system("pause"); 16 }
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原文地址:http://www.cnblogs.com/kb342/p/3848171.html