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C++中的多態與虛函數的外部完成辦法

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C++中的多態與虛函數的外部完成辦法。本站提示廣大學習愛好者：（C++中的多態與虛函數的外部完成辦法）文章只能為提供參考，不一定能成為您想要的結果。以下是C++中的多態與虛函數的外部完成辦法正文

1、什麼是多態

多態性可以復雜概括為“一個接口，多種行為”。

也就是說，向不同的對象發送同一個音訊，不同的對象在接納時會發生不同的行為（即辦法）。也就是說，每個對象可以用自己的方式去呼應共同的音訊。所謂音訊，就是調用函數，不同的行為就是指不同的完成，即執行不同的函數。這是一種泛型技術，即用相反的代碼完成不同的舉措。這表現了面向對象編程的優越性。

多態分為兩種：

（1）編譯時多態：次要經過函數的重載和模板來完成。

（2）運轉時多態：次要經過虛函數來完成。

2、幾個相關概念

（1）掩蓋、重寫（override）

override指基類的某個成員函數為虛函數，派生類又定義一成員函數，除函數體的其他局部都與基類的成員函數相反。留意，假如只是函數名相反，形參或前往類型不同的話，就不能稱為override，而是hide。

（2）重載（overload）

指同一個作用域出生多個函數名相反，但是形參不同的函數。編譯器在編譯的時分，經過實參的個數和類型，選擇最終調用的函數。

（3）隱藏（hide）

分為兩種：

1）部分變量或許函數隱藏了全局變量或許函數
2）派生類擁有和基類同名的成員函數或成員變量。

發生的後果：使全局或基類的變量、函數不可見。

3、幾個復雜的例子

/****************************************************************************************************** 
* File:PolymorphismTest 
* Introduction:測試多態的一些特性。 
* Author:CoderCong
* Date:20141114 
* LastModifiedDate:20160113 
*******************************************************************************************************/ 
#include "stdafx.h" 
#include <iostream> 
using namespace std; 
class A 
{ 
public: 
  void foo() 
  { 
    printf("1\n"); 
  } 
  virtual void fun() 
  { 
    printf("2\n"); 
  } 
}; 
class B : public A 
{ 
public: 
  void foo() //由於基類的foo函數並不是虛函數，所以是隱藏，而不是重寫 
  { 
    printf("3\n"); 
  } 
  void fun() //重寫 
  { 
    printf("4\n"); 
  } 
}; 
int main(void) 
{ 
  A a; 
  B b; 
  A *p = &a; 
  p->foo(); //輸入1。 
  p->fun(); //輸入2。 
  p = &b; 
  p->foo(); //輸入1。由於p是基類指針，p->foo指向一個具有固定偏移量的函數。也就是基類函數 
  p->fun(); //輸入4。多態。雖然p是基類指針，但實踐上指向的是一個子類對象。p->fun指向的是一個虛函數。依照靜態類型，調用子類函數   
  return 0; 
}

4、運轉時多態以及虛函數的外部完成

看了上邊幾個復雜的例子，我豁然開朗，原來這就是多態，這麼復雜，明白啦！

好，那我們再看一個例子：

class A 
{ 
public: 
  virtual void FunA() 
　　{ 
　　　　cout << "FunA1" << endl; 
　　}; 
　　virtual void FunAA() 
　　{ 
　　　　cout << "FunA2" << endl; 
　　} 
}; 
class B 
{ 
public: 
  virtual void FunB() 
　　{ 
　　　　cout << "FunB" << endl; 
　　} 
}; 
class C :public A, public B 
{ 
public: 
　　virtual void FunA() 
　　{ 
　　　　cout << "FunA1C" << endl; 
　　}; 
}; 
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) 
{ 
　　C objC; 
　　A *pA = &objC; 
　　B *pB = &objC; 
　　C *pC = &objC; 
 
　 printf("%d %d\n", &objC, objC); 
　　printf("%d %d\n", pA, *pA); 
　　printf("%d %d\n", pB, *pB); 
　　printf("%d %d\n", pC, *pC); 
 
　　return 0; 
}

運轉後果：

5241376 1563032

5241380 1563256

5241376 1563032

細心的同志一定發現了pB出了問題，為什麼明明都是指向objC的指針，pB跟他人的值都不一樣呢？

是不是編譯器出了問題呢？

當然不是！我們先講結論：

（1）每一個含有虛函數的類，都會生成虛表(virtual table)。這個表，記載了對象的靜態類型，決議了執行此對象的虛成員函數的時分，真正執行的那一個成員函數。

（2）關於有多個基類的類對象，會有多個虛表，每一個基類對應一個虛表，同時，虛表的順序和承繼時的順序相反。

（3）在每一個類對象所占用的內存中，虛指針位於最前邊，每個虛指針指向對應的虛表。

先從復雜的單個基類說起：

class A 
{ 
public: 
　　virtual void FunA() 
　　{ 
　　　　cout << "FunA1" << endl; 
　　} 
　　virtual void FunA2() 
　　{ 
　　　　cout << "FunA2" << endl; 
　　} 
}; 
 
class C :public A 
{ 
　　virtual void FunA() 
　　{ 
　　　　cout << "FunA1C" << endl; 
　　}
}; 
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) 
{ 
　　A *pA = new A; 
　　C *pC = new C; 
　　typedef void (*Fun)(void); 
 
　　Fun fun= (Fun)*((int*)(*(int*)pA)); 
　　fun();//pA指向的第一個函數 
　　fun = (Fun)*((int*)(*(int*)pA) +1); 
　　fun();//pA指向的第二個函數 
　　 
　　fun = (Fun)*((int*)(*(int*)pC)); 
　　fun();//pC指向的第一個函數 
　　fun = (Fun)*((int*)(*(int*)pC) + 1); 
　　fun();//pC指向的第二個函數 
　　return 0; 
}

運轉後果：

FunA1
FunA2
FunA1C
FunA2 是不是有點暈？沒關系。我一點一點解釋：pA對應一個A的對象，我們可以畫出這樣的一個表：　　　　　　這就是對象*pA的虛表，兩個虛函數以聲明順序陳列。pA指向對象*pA，則*(int*)pA指向此虛擬表，則(Fun)*((int*)(*(int*)pA))指向FunA，同理，(Fun)*((int*)(*(int*)pA) + 1)指向FunA2。所以，呈現了前兩個後果。依據後兩個後果，我們可以揣測*pC的虛表如下圖所示：　　　　　　也就是說，由於C中的FunA重寫(override)了A中的FunA，虛擬表中虛擬函數的地址也被重寫了。就是這樣，這就是多態完成的外部機制。我們再回到最初的問題：為什麼*pB出了問題。依據上邊的結論，我們大膽地停止猜想：由於C是由A、B派生而來，所以objC有兩個虛擬表，而由於表的順序，pA、pC都指向了對應於A的虛擬表，而pB則指向了對應於B的虛擬表。做個實驗來驗證我們的猜測能否正確：我們不改動A、B、C類，將問題中的main改一下：

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) 
{ 
　　C objC; 
　　A *pA = &objA; 
　　B *pB = &objC; 
　　C *pC = &objC; 
　　 
　　typedef void (*Fun)(void); 
 
　　Fun fun = (Fun)*((int*)(*(int*)pC)); 
　　fun();//第一個表第一個函數 
　　fun = (Fun)*((int*)(*(int*)pC)+1); 
　　fun();//第一個表第二個函數 
　　fun = (Fun)*((int*)(*((int*)pC+1))); 
　　fun();<span > </span>//第二個表第一個函數 
　　fun = (Fun)*((int*)(*(int*)pB)); 
　　fun();//pB指向的表的第一個函數 
　　return 0; 
}

哈哈，和我們的猜想完全分歧：

FunA1C
FunA2
FunB
FunB 我們可以畫出這樣的虛函數圖：　　　　　　　　暫且這樣了解，編譯器執行B *pB = &objC時不是僅僅是賦值，而是做了相應的優化，將pB指向了第二張虛表。說了這麼多，我是只是復雜地解釋了虛函數的完成原理，可終究對象的外部的內存規劃是怎樣的？類數據成員與多個虛表的詳細內存規劃又是怎樣的？編譯器是如何在賦值的時分作了優化的呢？我在當前的時間裡會講一下。

以上就是為大家帶來的C++中的多態與虛函數的外部完成辦法全部內容了，希望大家多多支持~

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