多态的实现原理探究

理论知识：

当类中声明虚函数时，编译器会在类中生成一个虚函数表
虚函数表是一个存储类成员函数指针的数据结构
虚函数表是由编译器自动生成与维护的
virtual成员函数会被编译器放入虚函数表中
当存在虚函数时，每个对象中都有一个指向虚函数表的指针（C++编译器给父类对象、子类对象提前布局vptr指针；当进行howToPrint(Parent *base)函数是，C++编译器不需要区分子类对象或者父类对象，只需要再base指针中，找vptr指针即可。）
VPTR一般作为类对象的第一个成员

多态的实现原理

C++中多态的实现原理

当类中声明虚函数时，编译器会在类中生成一个虚函数表

虚函数表是一个存储类成员函数指针的数据结构

虚函数表是由编译器自动生成与维护的

virtual成员函数会被编译器放入虚函数表中

存在虚函数时，每个对象中都有一个指向虚函数表的指针(vptr指针)

多态的实现原理探究

说明1：

通过虚函数表指针VPTR调用重写函数是在程序运行时进行的，因此需要通过寻址操作才能确定真正应该调用的函数。而普通成员函数是在编译时就确定了调用的函数。在效率上，虚函数的效率要低很多。

说明2：

出于效率考虑，没有必要将所有成员函数都声明为虚函数

说明3 ：C++编译器，执行HowToPrint函数，不需要区分是子类对象还是父类对象

多态的实现原理探究

#include <iostream>
using namespace std;

//多态成立的三个条件
//要有继承虚函数重写父类指针指向子类对象

class Parent
{
public:
   Parent(int a=0)
   {
       this->a = a;
   }

   virtual void print() //1 动手脚写virtal关键字会特殊处理 //虚函数表
   {
       cout<<"我是爹"<<endl;
   }
   virtual void print2() //1 动手脚写virtal关键字会特殊处理 //虚函数表
   {
       cout<<"我是爹"<<endl;
   }
private:
   int a;
};

class Child : public Parent
{
public:
   Child(int a = 0, int b=0):Parent(a)
   {
       this->b = b;
   }

   virtual void print()
   {
       cout<<"我是儿子"<<endl;
   }
private:
   int b;
};

void HowToPlay(Parent *base)
{
   base->print(); //有多态发生 //2 动手脚
   //效果:传来子类对执行子类的print函数传来父类对执行父类的print函数
   //C++编译器根本不需要区分是子类对象还是父类对象
   //父类对象和子类对象分步有vptr指针 , ==>虚函数表===>函数的入口地址
   //迟绑定 (运行时的时候,c++编译器才去判断)
}

void main()
{

   Parent   p1; //3 动手脚提前布局
               //用类定义对象的时候 C++编译器会在对象中添加一个vptr指针
   Child   c1; //子类里面也有一个vptr指针

HowToPlay(&p1);
HowToPlay(&c1);

   cout<<"hello..."<<endl;
   system("pause");
   return ;
}

来源于：传智播客

多态的实现原理探究

多态的实现原理

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