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  • 虚函数如何实现多态

    2015-03-20 17:42:47
    虚函数如何实现多态 虚函数联系到多态,多态联系到继承。关于多态,简而言之就是用父类型别的指针指向其子类的实例,然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数。这种技术可以让父类的指针有“多种形态”,这是一...
    虚函数如何实现多态

    虚函数联系到多态,多态联系到继承。关于多态,简而言之就是用父类型别的指针指向其子类的实例,然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数。这种技术可以让父类的指针有“多种形态”,这是一种泛型技术。所谓泛型技术,说白了就是试图使用不变的代码来实现可变的算法。比如:模板技术,RTTI技术,虚函数技术,要么是试图做到在编译时决议,要么试图做到运行时决议。

    下面来看一段简单的代码
      class A{
      public:
      void print(){ cout<<”This is A”<<endl;}
      };
      class B:public A{
      public:
      void print(){ cout<<”This is B”<<endl;}
      };
      int main(){ //为了在以后便于区分,我这段main()代码叫做main1
      A a;
      B b;

      a.print();
      b.print();
      }
      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。
      int main(){ //main2
      A a;
      B b;
      A* p1=&a;
      A* p2=&b;

      p1->print();
      p2->print();
      }
      运行一下看看结果,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。
      class A{
      public:
      virtual void print(){ cout<<”This is A”<<endl;} //现在成了虚函数了
      };
      class B:public A{
      public:
      void print(){ cout<<”This is B”<<endl;} //这里需要在前面加上关键字virtual吗?
      };
      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,我作个简单的总结,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。

    虚函数是如何做到的
      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
      class A{ //虚函数示例代码
      public:
      virtual void fun(){cout<<1<<endl;}
      virtual void fun2(){cout<<2<<endl;}
      };
      class B:public A{
      public:
      void fun(){cout<<3<<endl;}
      void fun2(){cout<<4<<endl;}
      };
      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:

      

            通过上图,可以看到这两个vtbl分别为class A和class B服务。现在有了这个模型之后,我们来分析下面的代码:

      A *p=new A;
      p->fun();
      毫无疑问,调用了A::fun(),但是A::fun()是如何被调用的呢?它像普通函数那样直接跳转到函数的代码处吗?No,其实是这样的,首先是取出vptr的值,这个值就是vtbl的地址,再根据这个值来到vtbl这里,由于调用的函数A::fun()是第一个虚函数,所以取出vtbl第一个slot里的值,这个值就是A::fun()的地址了,最后调用这个函数。现在我们可以看出来了,只要vptr不同,指向的vtbl就不同,而不同的vtbl里装着对应类的虚函数地址,所以这样虚函数就可以完成它的任务。子类重写的虚函数的地址直接替换了父类虚函数在虚表中的位置,因此当访问虚函数时,该虚表中的函数是谁的就访问谁。 
      而对于class A和class B来说,他们的vptr指针存放在何处呢?其实这个指针就放在他们各自的实例对象里。由于class A和class B都没有数据成员,所以他们的实例对象里就只有一个vptr指针。通过上面的分析,现在我们来实作一段代码,来描述这个带有虚函数的类的简单模型。
      #include<iostream>
      using namespace std;
      //将上面“虚函数示例代码”添加在这里
      int main(){
      void (*fun)(A*);
      A *p=new B;
      long lVptrAddr;
      memcpy(&lVptrAddr,p,4);
      memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr),4);
      fun(p);

      delete p;
      system("pause");
      }
      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。
      void (*fun)(A*); 这段定义了一个函数指针名字叫做fun,而且有一个A*类型的参数,这个函数指针待会儿用来保存从vtbl里取出的函数地址。
      A* p=new B; new B是向内存(内存分5个区:全局名字空间,自由存储区,寄存器,代码空间,栈)自由存储区申请一个内存单元的地址然后隐式地保存在一个指针中.然后把这个地址赋值给A类型的指针P
      long lVptrAddr; 这个long类型的变量待会儿用来保存vptr的值。
      memcpy(&lVptrAddr,p,4); 前面说了,他们的实例对象里只有vptr指针,所以我们就放心大胆地把p所指的4bytes内存里的东西复制到lVptrAddr中,所以复制出来的4bytes内容就是vptr的值,即vtbl的地址。

      现在有了vtbl的地址了,那么我们现在就取出vtbl第一个slot里的内容。
      memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr),4); 取出vtbl第一个slot里的内容,并存放在函数指针fun里。需要注意的是lVptrAddr里面是vtbl的地址,但lVptrAddr不是指针,所以我们要把它先转变成指针类型。
      fun(p); 这里就调用了刚才取出的函数地址里的函数,也就是调用了B::fun()这个函数,也许你发现了为什么会有参数p,其实类成员函数调用时,会有个this指针,这个p就是那个this指针,只是在一般的调用中编译器自动帮你处理了而已,而在这里则需要自己处理。
      delete p; 释放由p指向的自由空间。
      system("pause"); 屏幕暂停。

      如果调用B::fun2()怎么办?那就取出vtbl的第二个slot里的值就行了。
      memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr+4),4); 为什么是加4呢?因为一个指针的长度是4bytes,所以加4。或者memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr)+1,4); 这更符合数组的用法,因为lVptrAddr被转成了long*型别,所以+1就是往后移sizeof(long)的长度

    再看下一段代码
      #include<iostream>
      using namespace std;
      class A{ //虚函数示例代码2
      public:
      virtual void fun(){ cout<<"A::fun"<<endl;}
      virtual void fun2(){cout<<"A::fun2"<<endl;}
      };
      class B:public A{
      public:
      void fun(){ cout<<"B::fun"<<endl;}
      void fun2(){ cout<<"B::fun2"<<endl;}
      }; //end//虚函数示例代码2
      int main(){
      void (A::*fun)(); //定义一个函数指针
      A *p=new B;
      fun=&A::fun;
      (p->*fun)();
      fun = &A::fun2;
      (p->*fun)();

      delete p;
      system("pause");
      }
      你能估算出输出结果吗?如果你估算出的结果是A::fun和A::fun2,呵呵,恭喜恭喜,你中圈套了。其实真正的结果是B::fun和B::fun2,如果你想不通就接着往下看。给个提示,&A::fun和&A::fun2是真正获得了虚函数的地址吗?
      首先我们回到第二部分,通过段实作代码,得到一个“通用”的获得虚函数地址的方法
      #include<iostream>
      using namespace std;
      //将上面“虚函数示例代码2”添加在这里
      void CallVirtualFun(void* pThis,int index=0){
      void (*funptr)(void*);
      long lVptrAddr;
      memcpy(&lVptrAddr,pThis,4);
      memcpy(&funptr,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr)+index,4);
      funptr(pThis); //调用
      }

      int main(){
      A* p=new B;
      CallVirtualFun(p); //调用虚函数p->fun()
      CallVirtualFun(p,1);//调用虚函数p->fun2()
      system("pause");
      }

    CallVirtualFun方法
      现在我们拥有一个“通用”的CallVirtualFun方法。这个通用方法和第三部分开始处的代码有何联系呢?联系很大。由于A::fun()和A::fun2()是虚函数,所以&A::fun和&A::fun2获得的不是函数的地址,而是一段间接获得虚函数地址的一段代码的地址,我们形象地把这段代码看作那段CallVirtualFun。编译器在编译时,会提供类似于CallVirtualFun这样的代码,当你调用虚函数时,其实就是先调用的那段类似CallVirtualFun的代码,通过这段代码,获得虚函数地址后,最后调用虚函数,这样就真正保证了多态性同时大家都说虚函数的效率低,其原因就是,在调用虚函数之前,还调用了获得虚函数地址的代码。
    展开全文
  • 虚函数联系到多态多态联系到继承。关于多态,简而言之就是用父类型别的指针指向其子类的实例,然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数。这种技术可以让父类的指针有“多种形态”,这是一种泛型技术。所谓泛型...
    虚函数联系到多态,多态联系到继承。关于多态,简而言之就是用父类型别的指针指向其子类的实例,然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数。这种技术可以让父类的指针有“多种形态”,这是一种泛型技术。所谓泛型技术,说白了就是试图使用不变的代码来实现可变的算法。比如:模板技术,RTTI技术,虚函数技术,要么是试图做到在编译时决议,要么试图做到运行时决议。

    下面来看一段简单的代码
      class A{
      public:
      void print(){ cout<<”This is A”<<endl;}
      };
      class B:public A{
      public:
      void print(){ cout<<”This is B”<<endl;}
      };
      int main(){ //为了在以后便于区分,我这段main()代码叫做main1
      A a;
      B b;

      a.print();
      b.print();
      }
      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。
      int main(){ //main2
      A a;
      B b;
      A* p1=&a;
      A* p2=&b;

      p1->print();
      p2->print();
      }
      运行一下看看结果,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。
      class A{
      public:
      virtual void print(){ cout<<”This is A”<<endl;} //现在成了虚函数了
      };
      class B:public A{
      public:
      void print(){ cout<<”This is B”<<endl;} //这里需要在前面加上关键字virtual吗?
      };
      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,我作个简单的总结,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。

    虚函数是如何做到的
      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
      class A{ //虚函数示例代码
      public:
      virtual void fun(){cout<<1<<endl;}
      virtual void fun2(){cout<<2<<endl;}
      };
      class B:public A{
      public:
      void fun(){cout<<3<<endl;}
      void fun2(){cout<<4<<endl;}
      };
      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:

      

            通过上图,可以看到这两个vtbl分别为class A和class B服务。现在有了这个模型之后,我们来分析下面的代码:

      A *p=new A;
      p->fun();
      毫无疑问,调用了A::fun(),但是A::fun()是如何被调用的呢?它像普通函数那样直接跳转到函数的代码处吗?No,其实是这样的,首先是取出vptr的值,这个值就是vtbl的地址,再根据这个值来到vtbl这里,由于调用的函数A::fun()是第一个虚函数,所以取出vtbl第一个slot里的值,这个值就是A::fun()的地址了,最后调用这个函数。现在我们可以看出来了,只要vptr不同,指向的vtbl就不同,而不同的vtbl里装着对应类的虚函数地址,所以这样虚函数就可以完成它的任务。子类重写的虚函数的地址直接替换了父类虚函数在虚表中的位置,因此当访问虚函数时,该虚表中的函数是谁的就访问谁。 
      而对于class A和class B来说,他们的vptr指针存放在何处呢?其实这个指针就放在他们各自的实例对象里。由于class A和class B都没有数据成员,所以他们的实例对象里就只有一个vptr指针。通过上面的分析,现在我们来实作一段代码,来描述这个带有虚函数的类的简单模型。
      #include<iostream>
      using namespace std;
      //将上面“虚函数示例代码”添加在这里
      int main(){
      void (*fun)(A*);
      A *p=new B;
      long lVptrAddr;
      memcpy(&lVptrAddr,p,4);
      memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr),4);
      fun(p);

      delete p;
      system("pause");
      }
      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。
      void (*fun)(A*); 这段定义了一个函数指针名字叫做fun,而且有一个A*类型的参数,这个函数指针待会儿用来保存从vtbl里取出的函数地址。
      A* p=new B; new B是向内存(内存分5个区:全局名字空间,自由存储区,寄存器,代码空间,栈)自由存储区申请一个内存单元的地址然后隐式地保存在一个指针中.然后把这个地址赋值给A类型的指针P
      long lVptrAddr; 这个long类型的变量待会儿用来保存vptr的值。
      memcpy(&lVptrAddr,p,4); 前面说了,他们的实例对象里只有vptr指针,所以我们就放心大胆地把p所指的4bytes内存里的东西复制到lVptrAddr中,所以复制出来的4bytes内容就是vptr的值,即vtbl的地址。

      现在有了vtbl的地址了,那么我们现在就取出vtbl第一个slot里的内容。
      memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr),4); 取出vtbl第一个slot里的内容,并存放在函数指针fun里。需要注意的是lVptrAddr里面是vtbl的地址,但lVptrAddr不是指针,所以我们要把它先转变成指针类型。
      fun(p); 这里就调用了刚才取出的函数地址里的函数,也就是调用了B::fun()这个函数,也许你发现了为什么会有参数p,其实类成员函数调用时,会有个this指针,这个p就是那个this指针,只是在一般的调用中编译器自动帮你处理了而已,而在这里则需要自己处理。
      delete p; 释放由p指向的自由空间。
      system("pause"); 屏幕暂停。

      如果调用B::fun2()怎么办?那就取出vtbl的第二个slot里的值就行了。
      memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr+4),4); 为什么是加4呢?因为一个指针的长度是4bytes,所以加4。或者memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr)+1,4); 这更符合数组的用法,因为lVptrAddr被转成了long*型别,所以+1就是往后移sizeof(long)的长度

    再看下一段代码
      #include<iostream>
      using namespace std;
      class A{ //虚函数示例代码2
      public:
      virtual void fun(){ cout<<"A::fun"<<endl;}
      virtual void fun2(){cout<<"A::fun2"<<endl;}
      };
      class B:public A{
      public:
      void fun(){ cout<<"B::fun"<<endl;}
      void fun2(){ cout<<"B::fun2"<<endl;}
      }; //end//虚函数示例代码2
      int main(){
      void (A::*fun)(); //定义一个函数指针
      A *p=new B;
      fun=&A::fun;
      (p->*fun)();
      fun = &A::fun2;
      (p->*fun)();

      delete p;
      system("pause");
      }
      你能估算出输出结果吗?如果你估算出的结果是A::fun和A::fun2,呵呵,恭喜恭喜,你中圈套了。其实真正的结果是B::fun和B::fun2,如果你想不通就接着往下看。给个提示,&A::fun和&A::fun2是真正获得了虚函数的地址吗?
      首先我们回到第二部分,通过段实作代码,得到一个“通用”的获得虚函数地址的方法
      #include<iostream>
      using namespace std;
      //将上面“虚函数示例代码2”添加在这里
      void CallVirtualFun(void* pThis,int index=0){
      void (*funptr)(void*);
      long lVptrAddr;
      memcpy(&lVptrAddr,pThis,4);
      memcpy(&funptr,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr)+index,4);
      funptr(pThis); //调用
      }

      int main(){
      A* p=new B;
      CallVirtualFun(p); //调用虚函数p->fun()
      CallVirtualFun(p,1);//调用虚函数p->fun2()
      system("pause");
      }

    CallVirtualFun方法
      现在我们拥有一个“通用”的CallVirtualFun方法。这个通用方法和第三部分开始处的代码有何联系呢?联系很大。由于A::fun()和A::fun2()是虚函数,所以&A::fun和&A::fun2获得的不是函数的地址,而是一段间接获得虚函数地址的一段代码的地址,我们形象地把这段代码看作那段CallVirtualFun。编译器在编译时,会提供类似于CallVirtualFun这样的代码,当你调用虚函数时,其实就是先调用的那段类似CallVirtualFun的代码,通过这段代码,获得虚函数地址后,最后调用虚函数,这样就真正保证了多态性同时大家都说虚函数的效率低,其原因就是,在调用虚函数之前,还调用了获得虚函数地址的代码。
    展开全文
  • 那么c++底层是如何实现多态这个骚操作的呢,接下来我谈谈自己的看法: 首先定义两个类: class fruit { public: int f; fruit(int fi) { f = fi; }; virtual void show() { cout << "I am fruit" <<...

    C++虚函数、虚函数表、多态的深入理解

    大家都知道多态发生需要:

    • 要有继承
    • 要有虚函数重写
    • 父类指针指向子类对象

    那么c++底层是如何实现多态这个骚操作的呢,接下来我谈谈自己的看法:

    首先定义两个类:

    class fruit {
    public:
    	int f;
    	fruit(int fi) { f = fi; };
    	virtual void show() {
    		cout << "I am fruit" << endl;
    	}
    };
    
    class apple : public fruit {
    public:
    	apple(int i) : fruit(i) {};
    	virtual void show() {
    		cout << "I am apple" << endl;
    	}
    };
    

    我们定义两个类的对象:

    int main() {
    	fruit f1(1);
    	apple a(2);
    	system("pause");
    	return 0;
    }
    

    他们的实际内存模型是这样的:
    在这里插入图片描述
    对象f1和对象a的内存模型中会有一个指向虚函数表的指针,就是一个4字节内存块(32位平台下),指针指向一块内存,该内存块中存储的就是函数指针。不进行虚函数重写,那么对象a的虚函数表就和对象f一样,但如果进行了重写,虚函数表中的函数指针指向的就是对象a自己实现的show()函数。

    接下来验证底层是否是这样实现的:

    用visio studio观察对象:
    在这里插入图片描述
    可以看到对象中确实多了_Vfptr的变量,它就是指向虚函数表的指针。那么虚函数表中的指针是否就是指向对象a中show()的函数呢?考虑以下代码:

    typedef void(*func)();  // 函数指针类型 别名func
    
    int main() {
    	fruit f1(1);
    	apple a(2);
    
    
    	fruit* f2 = &a;
    	f2->show();   // 多态的使用
    	
    	// 底层实现模拟  类似把上面的函数调用翻译成下面的实现
    	int* p = (int*)(&a);  // 取出虚函数表指针
        cout << hex << *p << endl;
    	func pf = (func)*((int*)(*p));  // 函数指针
    	//func pf = (func)(((int64_t*)(*p))[0]); // 等效为上一句
    	cout << hex << *pf << endl; 
    	pf();  // 执行函数  效果和f2->show()一样
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }
    

    在这里插入图片描述

    当执行f2->show()时,取出了对象a的虚函数表然后根据调用的函数执行相应的函数。

    展开全文
  • 虚函数是C++实现多态的机制,那么它是如何做到的呢? 以下通过反汇编探索虚函数内存模型,查看虚函数实现多态的过程。 工具 Visual studio 2017:以下程序仅做VC++编译器下的32位程序探讨,其他编译器与64位程序所...

    简介

    虚函数是C++实现多态的机制,那么它是如何做到的呢?
    以下通过反汇编探索虚函数内存模型,查看虚函数实现多态的过程。

    工具

    Visual studio 2017:以下程序仅做VC++编译器下的32位程序探讨,其他编译器与64位程序所产生的差异不作讨论。

    反汇编过程

    首先声明一个不包含虚函数的简单C++类,如下:

    在这里插入图片描述
    在构造函数中加入断点,使得反汇编构造函数代码,如图:
    在这里插入图片描述
    当运行到断点时,在Visual Studio中使用快捷键Ctrl+F11打开反汇编,得出如下指令:
    在这里插入图片描述
    黄色框中的指令可以看出,构造函数中,将4这个值放到了this指针所指向区域的前4个字节,而4这个值刚好就是变量a的值,也就是说,在不包含虚函数时,4个字节长度的int型变量a就存放在对象数据空间的起始4个字节。
    随后再创建包含虚函数的类c2,如图:
    在这里插入图片描述
    用相同方法让程序暂停在c2类的构造函数的断点,再反汇编,同时对比c1反汇编指令:

    在这里插入图片描述
    左边为包含虚函数的类c2,右边为不包含虚函数的类c1

    可以看出,包含虚函数的类c2的构造函数,相比不包含虚函数的类c1,仅仅多出了两条指令:
    在这里插入图片描述
    这两条指令表示,this指针指向的内存的前4个字节,不再是存放变量a,而是一个vftable的地址(即虚函数表),而变量数据则是通过往后偏移4个字节存放,如对比图左图所示,所有地址都以加4来偏移:
    在这里插入图片描述
    由此可以总结出包含虚函数的类对象在内存中的模型:
    在这里插入图片描述
    如图,包含虚函数的类对象,前4个字节存放的是虚函数表,后面才开始存放变量。

    虚函数表中存放的是什么内容

    从上面图片中显示,虚函数表指向的内存地址为01 3B 8B 34h,通过Visual Studio的调试-窗口-内存,打开内存查看工具,定位到这个地址,可以看到里面的内容:
    在这里插入图片描述
    很明显可以看出,选中的8个字节分别代表两段内存地址01 3b 10 0a和01 3b 13 ac,而不是程序指令,因为程序数据所在内存地址都在01 3b ** **内,可以看到所有反汇编指令前的内存地址皆是如此。

    为了弄明白这两个内存地址的内容,在反汇编窗口输入内存地址查看01 3b 10 0a:
    在这里插入图片描述
    可以看到,这个地址指向第一个虚函数c2::test(),再看第二个地址01 3b 13 ac:
    在这里插入图片描述
    可以看到,第二个地址指向第二个虚函数c2::test2()。

    这说明,虚函数表实际上是一个存放虚函数指针的数组。

    多态是怎么实现的

    再创建一个继承c2的子类cc2,同样反汇编查看构造函数:

    在这里插入图片描述
    可以看出,cc2构造函数中赋予的虚函数表地址与基类地址不同,并且所指向的虚函数也是cc2自己的虚函数,在cc2的构造函数中,先调用了基类c2的构造函数,如红色框所示,在基类c2的构造函数中,会将基类的虚函数表放在类对象前4个字节,随后从c2构造函数中出来,运行到黄色框部分,子类会再次将子类自己的虚函数表放在类对象前4个字节,从而将基类的虚函数表覆盖,实现多态。

    总结

    不包含虚函数的类,是没有虚函数表的,变量等数据是从类对象数据块的第一个字节开始存放。

    包含虚函数的类,会多出一个虚函数表,而类对象数据块的前4个字节存放的是虚函数表地址,从第5个字节开始存放变量等数据。

    虚函数表实质是一个函数指针的数组,存放着本类的各个虚函数的指针。

    由于基类的构造函数先于子类执行,这会导致子类的虚函数表巧妙地覆盖掉基类的虚函数表,从而实现多态。

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