C++ 虚拟函数基础
1.c++虚函数原理
作用:C++中的虚函数的作用主要时实现了多态的机制。当基类中的成员函数定义了虚函数,其子类可以重新改写该函数。也即是允许派生类调用父类的同名函数而实现不同的功能,也叫动态联编。在主函数调用时,只需要定义一个基类指针就可以进行派生类的分别操作。
底层原理:虚函数表+虚函数表指针。每一个类都会对应一个虚函数表,一个存放虚函数地址的虚函数表,并创建虚函数指针(vptr)来指向表。
2.虚函数指针的初始化过程
虚函数表的创建和虚函数指针的初始化都是在构造函数中进行的。当编译器发现基类当中有虚函数存在时,就会为每个含有虚函数的类创建一个虚函数表(vtable),该表是一个一维数组,存放的是虚函数的地址,子类中如果没有虚函数也会从基类中继承虚函数表,虚表创建之后还会创建一个虚函数指针来指向虚表,即(vptr)。
构造函数调用顺序:基类构造函数、对象成员构造函数、派生类本身的构造函数 ,析构完全反着来。
当构造子类对象是,需要先调用父类的构造函数,而此时编译器还不知道是否有继承者,那么会创建父类的虚函数表及虚函数指针,指针指向父类的虚函数,当执行到子类的构造函数是,就会初始化子类的虚函数表和虚函数指针。
3.析构函数可以是虚函数?为什么?
析构函数主要是为类对象释放资源而存在的,和构造函数成对。
当基类的析构函数定义为虚函数的时候,就算在基类中删除了基类指针, 子类可以利用自己的析构函数来调用基类的析构函数,从而达到整个类的完全析构。
相反,当基类指针操作派生类对象,基类析构函数不是虚函数时,此时析构函数只是释放掉了基类的资源,而不会调用派生类的析构函数,从而造成资源的释放不及时,容易造成内存泄漏。
4.c++多态实现
以上两点所提到的虚函数就是C++多态性质的基本原理,多态究其根本就是是一个接口多种实现。
c++中的多态性,当c++编译器在编译的时候,发现基类的某个函数是虚函数,这个时候c++就会采用晚绑定技术,也就是编译时并不确定具体调用的函数,而是在运行时,依据对象的类型来确认调用的是哪一个函数,这种能力就叫做c++的多态性,我们没有在函数前加virtual关键字时,c++编译器就确定了哪个函数被调用,这叫做早期绑定。
示例:
//多态的形成
基类
{
vitural 函数;
}
子类 :基类
{
函数//可重定义
}
main()
{
基类 *p = new 基类;
p -> 函数;
p = 派生类;//重定位基类指针
p -> 函数;
}
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