本文主要是介绍C++语言虚函数表实现多态原理(六十七)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
首先介绍一下为什么会引进多态呢，基于c++的复用性和拓展性而言，同类的程序模块进行大量重复，是一件无法容忍的事情，比如我设置了苹果，香蕉，西瓜类，现在想把这些东西都装到碗这个函数里，那么在主函数当中，声明对象是必须的，但是每一次装进碗里对于水果来说，都要用自己的指针调用一次装的功能，那为什么不把这些类抽象成一个水果类呢，直接定义一个水果类的指针一次性调用所有水果装的功能呢，这个就是利用父类指针去调用子类成员，但是这个思想受到了指针指向类型的限制，也就是说表面指针指向了子类成员，但实际上还是只能调用子类成员里的父类成员，这样的思想就变的毫无意义了，如果想要解决这个问题，只要在父类前加上virtual就可以解决了，这里就是利用虚函数实现多态的实例。
首先还是作为举例来两个类，在之前基础知识的帖子中提到过，空类的大小是一个字节（占位符），函数，静态变量都在编译期就形成了，不用类去分配空间，但是做一个小实验，看一看在定义了虚函数之后，类的大小是多少呢
#include <iostream>
using namespace std;
class A{
public:int i; //4Bytevirtual void func(){cout << __FUNCTION__ <<"() line: " << __LINE__<< endl;}virtual void func2(){cout << __FUNCTION__ <<"() line: " << __LINE__<< endl;}
};class B : public A{int j; //4Bytevoid func(){cout << __FUNCTION__ <<"() line: " << __LINE__<< endl;}
};int main(){A a;cout <<"虚函数表地址 = " <<(int *)(&a) << endl;cout << "sizeof(class A) = " << sizeof(A) << " " <<"sizeof(class B) =" << sizeof(B);//输出16,16return 0;
}很明显类里装了一个 8个字节(64位)的东西，除了整形int，就是指针了，没错这里装的就是函数指针
先把这个代码，给抽象成图形进行理解，在这CFather为A，CSon为B
此时就是一个单纯的继承的情况，不存在虚函数，然后我new一个对象，A *p = new A；那么 p -> AA(),必然是指向A类中的AA()函数，那么函数的调用有两种方式 一种函数名加（）直接调用，一种是利用函数指针进行调用，在这里我想要调用子类的，就可以利用函数指针进行调用，假设出来两个函数指针，来指向B类中的两个成员函数，如果我父类想要调用子类成员，就可以通过 p指针去调用函数指针，再通过函数指针去调用成员函数
，
每一个函数都可以用一个函数指针去指着，那么每一类中的函数指针都可以形成自己的一个表，这个就叫做虚函数表.
那么在创建对象后，为什么类中会有8个字节的内存空间呢？
在C++的标准规格说明书中说到，编译器必需要保证虚函数表的指针存在于对象中最前面的位置（这是为了保证正确取到虚函数的偏移量）。这意味着我们通过对象实例的地址得到这张虚函数表，然后就可以遍历其中函数指针，并调用相应的函数。也就是说这四个字节的指针，代替了上图中（p->*pfn）（）的作用，指向了函数指针，也就是说，在使用了虚函数的父类成员函数，虽然写的还是p->AA(),实际上却是，(p->*(vfptr[0])),而指向哪个虚函数表就由，创建的对象来决定
至此，就能理解如何用虚函数这个机制来实现多态的了
下面，我将分别说明“无覆盖”和“有覆盖”时的虚函数表的样子。没有覆盖父类的虚函数是毫无意义的。我之所以要讲述没有覆盖的情况，主要目的是为了给一个对比。在比较之下，我们可以更加清楚地知道其内部的具体实现。
无虚数覆盖
下面，再让我们来看看继承时的虚函数表是什么样的。假设有如下所示的一个继承关系：
请注意，在这个继承关系中，子类没有重载任何父类的函数。那么，在派生类的实例中，Derive d; 的虚函表：
我们可以看到下面几点：
1）虚函数按照其声明顺序放于表中。
2）父类的虚函数在子类的虚函数前面。
有虚数覆盖
覆盖父类的虚函数是很显然的事情，不然，虚函数就变得毫无意义。下面，我们来看一下，如果子类中有虚函数重载了父类的虚函数，会是一个什么样子？假设，我们有下面这样的一个继承关系。
为了让大家看到被继承过后的效果，在这个类的设计中，我只覆盖了父类的一个函数：f()。那么，对于派生类的实例，其虚函数表会是下面的一个样子：
我们从表中可以看到下面几点，
1）覆盖的f()函数被放到了虚表中原来父类虚函数的位置。
2）没有被覆盖的函数依旧。
这样，我们就可以看到对于下面这样的程序，
Base *b = new Derive();
b->f();
由b所指的内存中的虚函数表的f()的位置已经被Derive::f()函数地址所取代，于是在实际调用发生时，是Derive::f()被调用了。这就实现了多态。
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现在将多继承的虚函数实现多态的情况讨论一下，另再加上从代码层面上对这个机制有更深的理解
讨论多继承还是从有无虚函数覆盖的情况来开始
无虚函数覆盖
假设有下面这样一个类的继承关系。注意：子类并没有覆盖父类的函数。
对于子类实例中的虚函数表，是下面这个样子：
我们可以看到：
1） 每个父类都有自己的虚表。
2） 子类的成员函数被放到了第一个父类的表中。（所谓的第一个父类是按照声明顺序来判断的）
这样做就是为了解决不同的父类类型的指针指向同一个子类实例，而能够调用到实际的函数。
有虚函数覆盖
下图中，我们在子类中覆盖了父类的f()函数。
下面是对于子类实例中的虚函数表的图：
我们可以看见，三个父类虚函数表中的f()的位置被替换成了子类的函数指针。这样，我们就可以任一静态类型的父类来指向子类，并调用子类的f()了。比如
Derive d;
Base1 *b1 = &d;
Base2 *b2 = &d;
Base3 *b3 = &d;b1->f(); //Derive::f()
b2->f(); //Derive::f()
b3->f(); //Derive::f()b1->g(); //Base1::g()
b2->g(); //Base2::g()
b3->g(); //Base3::g()这篇关于C++语言虚函数表实现多态原理(六十七)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
