什么是多態?
父類指針即根據指向的不同對象,響應同一消息(函數調用),產生不同行為。
多態三要素?
1,繼承
2,虛函數重寫
3,父類指針(引用)指向子類對象
多態的實現很簡答,讓我們來看一段代碼
#include
using namespace std;
class Parent
{
public:
virtual void show()
{
cout << "我是你爹" << endl;
}
};
class Child:public Parent//1,繼承
{
public:
virtual void show()//2,虛函數重寫
{
cout << "我是你崽" << endl;
}
};
int main()
{
Parent *pa = new Child;//3,父類指針指向子類對象
pa->show();
getchar();
return 0;
}
//結果輸出的是子類的show函數--"我是你崽"
實現很簡單,但是這又是什么原理呢?
當我們在類中聲明了虛函數之后,編譯器會給類添加一個vptr指針,當定義對象的時候,會把所有虛函數放入一個叫虛函數表的順序表,然后用vptr指針指向虛函數表。當進行pa->show();調用的時候,C++編譯器不需要區分子類或者父類對象,只需要在pa指針中,找到vptr指針即可。
如果對象類型是子類,就調用子類的函數;如果對象類型是父類,就調用父類的函數,(即指向父類調父類,指向子類調子類)此為多態的表現。
既然類里面有vptr指針,那么我們能找到它嗎?
咱們一起來探究下:首先看下加了虛函數的類的大小有沒有變化。
可以看到加了虛函數,類的大小比沒有增加虛函數的類,多了四個字節的空間,有的同學可能會說,四個字節的類型不一定是指針。不要著急,讓我們繼續往下看。
接下來我們定義對象,然后通過調試,看下局部變量窗口
從這里就可以明確看到,子類對象中有一個vptr指針,而且它是對象的第一個成員,它的類型是void**,指向的是一個順序表,下標為0的元素裝的是我們聲明的虛函數。
那么,知道了這些,咱們能利用對象找到虛函數表,然后自己手動調用虛函數嗎?
你們:肯定可以啊,廢話
我:。。。那就廢話不多說,歐力給!搞起
我:首先畫一張內存模型圖,瞅瞅(畫工太丑,見諒)
1,首先,要拿到vptr指針,怎么拿呢?因為它在對象的第一個元素,所以我們先對對象取地址&ch,這樣就拿到了對象的地址。對象的元素的內存是連續的,但是現在指針的步長是Child類的大小,我們需要把它當成一個整型數組(因為vptr是四個字節),所以需要強轉成int*,即(int*)&ch,這樣之后數組第一個元素就是vptr指針了,取值即可得到
(int )&ch
2,然后,前面通過調試我們知道了,vptr指針是void**類型的,所以我們也要講它轉為int*,然后取值. (int )( (int )&ch),這樣就拿到了虛函數表的第一個元素。
3,但是,現在拿到的元素是int*型,不是函數指針,無法調用,所以我們需要強轉為函數指針,才能進行調用。
你學廢了沒?嘿嘿
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