探秘C++虚函数:解密多态的奥秘

2024年 4月 22日 39.4k 0

虚函数—作为面向对象编程的核心特性之一,虚函数不仅在代码中发挥着重要作用,更是实现多态性的关键所在。

什么是虚函数?

在 C++ 中,虚函数是为了实现运行时多态性而设计的特殊类型的函数。通过在基类中声明虚函数,并在派生类中进行重写,可以在程序运行时根据实际对象类型确定调用的函数版本。这为我们提供了一种灵活的方式来处理继承关系,使得代码更具可扩展性和可维护性。

虚函数表的作用

虚函数表(virtual function table,简称 Vtable)是 实现虚函数的重要机制之一。每个类(包括含有虚函数的类)都会生成一个对应的虚函数表,其中存储了该类中所有虚函数的地址。

当对象被创建时,会分配一个指向其类的虚函数表的指针(虚指针)。通过这个指针,程序能够在运行时确定调用的函数版本,实现了动态绑定。注意与静态绑定混淆重载-静态绑定(链接)。

虚函数表的性质

  • 每个类都有自己的虚函数表:当一个类中包含至少一个虚函数时,编译器会为该类生成一个虚函数表。 
  • 虚函数表中存储的是函数指针:虚函数表中的每个条目都是一个指向对应虚函数的函数指针。 
  • 对象含有指向其类的虚函数表的指针:每个对象都含有一个指向其类的虚函数表的指针,通过这个指针实现动态绑定。 

派生类的虚函数表包含基类的虚函数表内容,并扩展新函数:派生类的虚函数表通常是在基类的虚函数表的基础上进行扩展的。 

示例代码解释 让我们通过一段简单的代码来说明虚函数表的工作原理:

#include 

class Base {
public:
virtual void func1() {
std::cout

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