关于虚函数实现多态的原理及分析.docx

第

关于虚函数实现多态的原理及分析

目录1、C++中如何实现多态2、虚函数实现多态的原理2.1单类继承2.2多类继承示例总结

1、C++中如何实现多态

基类中先声明一个虚函数至少有一个继承该基类的子类

2、虚函数实现多态的原理

当一个类中出现虚函数或着子类继承了虚函数时，就会在该类中产生一个虚函数表（virtualtable），虚函数表实际上是一个函数指针数组（在有的编译器作用下是链表），里面的每一个元素对应指向该类中的某一个虚函数的指针。被该类声明的对象会包含一个虚函数表指针（virtualtablepointer），指向该类的虚函数表的地址。虚函数的调用过程：当一个对象要调用到虚函数时，先将对象内存中的vptr指针（虚函数表指针）指向定义该类的vtbl（虚函数表），vtbl再寻找里面的指针指向想要调用的虚函数，从而完成虚函数的调用。

2.1单类继承

定义一个父类

classPerson{

public:

virtualvoidf(){coutusef()endl;}

virtualvoidg(){coutuseg()endl;}

virtualvoidh(){coutuseh()endl;}

父类对象其在内存中布局如下：

再定义一个子类，此时并不覆盖父类的虚函数：

classBag:publicPerson{

public:

virtualvoidi(){coutusei()endl;}

virtualvoidj(){coutusej()endl;}

可以看出虚函数表内的虚函数是按声明顺序进行排序的

父类虚函数排在子类虚函数之前

当我们把子类中的虚函数覆盖掉：（修改Bag类）

classBag:publicPerson{

public:

voidf(){coutclassBagusefunendl;}

virtualvoidi(){coutusei()endl;}

virtualvoidj(){coutusej()endl;}

子类覆盖的虚函数，放在父类原先放该虚函数的位置上。

所以当父类指针指向该子类对象时，会调用该子类的重载函数

2.2多类继承

子类没有覆盖父类的虚函数

子类的虚函数放在第一张虚函数表中，紧跟着第一个父类的虚函数

如果每个父类都有虚函数，则有几个父类就有几张虚函数表

子类覆盖父类的虚函数

父类的虚函数被子类覆盖后，则该子类对应的重载函数的位置在被覆盖的父类函数的位置上。（如果父类没有该虚函数，则不用被覆盖）

父类的虚函数被子类覆盖后，则父类指针指向该子类对象时，调用的f（）便是子类中重载的f（）

示例

#includeiostream

usingnamespacestd;

classPerson1{

public:

virtualvoidf(){}

virtualvoidg(){}

virtualvoidh(){}

virtual~Person1(){}

classPerson2{

public:

virtualvoidf(){}

virtualvoidg(){}

virtualvoidh(){}

voida(){//成员函数，不需要重载

coutclassPerson2endl;

virtual~Person2(){}

classPerson3{

public:

virtualvoidg(){}

virtualvoidh(){}

virtual~Person3(){}

classBag:publicPerson1,publicPerson2,publicPerson3{

public:

voidf(){

coutBagf()endl;

voidg(){

coutBagg()endl;

voida(){

coutClassBagendl;

intmain(intargc,charconst*argv[])

Person3*p3=newBag;

//p3-//P3没有成员函数f（）

//多态首先得是父类有虚函数，其次是子类要定义该函数的重载

//如果父类的虚函数改为成员函数，则子类无法进行重载，即无法实现多态