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发信人: bakey (大苹果), 信区: Program
标 题: Re: 关于虚函数静态联编与动态联编的问题
发信站: 荔园晨风BBS站 (Thu Jun 29 18:51:46 2006), 站内
网上随便搜到的
作者：aber
虽然很难找到一本不讨论多态性的C++书籍或杂志，但是，大多数这类讨论使多态性
和C++虚函数的使用看起来很难。我打算在这篇文章中通过从几个方面和结合一些例子使
读者理解在C++中的虚函数实现技术。说明一点，写这篇文章只是想和大家交流学习经验
因为本人学识浅薄，难免有一些错误和不足，希望大家批评和指正，在此深表感谢！
一、 基本概念
首先，C++通过虚函数实现多态."无论发送消息的对象属于什么类，它们均发送具有
同一形式的消息，对消息的处理方式可能随接手消息的对象而变"的处理方式被称为多态
性。"在某个基类上建立起来的类的层次构造中，可以对任何一个派生类的对象中的同名
过程进行调用，而被调用的过程提供的处理可以随其所属的类而变。"虚函数首先是一种
成员函数，它可以在该类的派生类中被重新定义并被赋予另外一种处理功能。
二、 虚函数的定义与派生类中的重定义
class 类名{
public:
virtual 成员函数说明；
}
class 类名：基类名{
public:
virtual 成员函数说明；
}
三、 虚函数在内存中的结构
1．我们先看一个例子：#include "iostream.h"
#include "string.h"
class A {
public:
virtual void fun0() { cout << "A::fun0" << endl; }
};
int main(int argc, char* argv[])
{
A a;
cout << "Size of A = " << sizeof(a) << endl;
return 0;
}
结果如下：Size of A = 4
2．如果再添加一个虚函数：virtual void fun1() { cout << "A::fun" << endl;}
得到相同的结果。如果去掉函数前面的virtual修饰符 class A {
public:
void fun0() { cout << "A::fun0" << endl; }
};
int main(int argc, char* argv[])
{
A a;
cout << "Size of A = " << sizeof(a) << endl;
return 0;
}
结果如下：Size of A = 1
3．在看下面的结果： class A {
public:
virtual void fun0() { cout << "A::fun0" << endl; }
int a;
int b;
};
int main(int argc, char* argv[])
{
A a;
cout << "Size of A = " << sizeof(a) << endl;
return 0;
}
结果如下：Size of A = 12
其实虚函数在内存中结构是这样的:
图一
在window2000下指针在内存中占4个字节，虚函数在一个虚函数表(VTABLE)中保存函
数地址。在看下面例子。 class A {
public:
virtual void fun0() { cout << "A::fun0" << endl; }
virtual void fun1() { cout << "A::fun1" << endl; }
int a;
int b;
};
int main(int argc, char* argv[])
{
A a;
cout << "Size of A = " << sizeof(a) << endl;
return 0;
}
结果如下：结果如下：
Size of A = 4
虚函数的内存结构如下，你也可以通过函数指针，先找到虚函数表(VTABLE),然后访
问每个函数地址来验证这种结构，在国外网站作者是：Zeeshan Amjad写的"ATL on the
Hood中有详细介绍"
图二
4．我们再来看看继承中虚函数的内存结构，先看下面的例子 class A {
public:
virtual void f() { }
};
class B {
public:
virtual void f() { }
};
class C {
public:
virtual void f() { }
};
class Drive : public A, public B, public C {
};
int main() {
Drive d;
cout << "Size is = " << sizeof(d) << endl;
return 0;
}
结果如下：Size is = 12 ，相信大家一看下面的结构图就会很清楚，
图三
5.我们再来看看用虚函数实现多态性，先看个例子：class A {
public:
virtual void f() { cout << "A::f" << endl; }
};
class B :public A{
public:
virtual void f() { cout << "B::f" << endl;}
};
class C :public A {
public:
virtual void f() { cout << "C::f" << endl;}
};
class Drive : public C {
public:
virtual void f() { cout << "D::f" << endl;}
};
int main(int argc, char* argv[])
{
A a;
B b;
C c;
Drive d;
a.f();
b.f();
c.f();
d.f();
return 0;
}
结果：A::f
B::f
C::f
D::f
不用解释，相信大家一看就明白什么道理！注意：多态不是函数重载
6．用虚函数实现动态连接在编译期间，C++编译器根据程序传递给函数的参数或者函数
返回类型来决定程序使用那个函数，然后编译器用正确的的函数替换每次启动。这种基
于编译器的替换被称为静态连接，他们在程序运行之前执行。另一方面，当程序执行多
态性时，替换是在程序执行期进行的，这种运行期间替换被称为动态连接。如下例子：
class A{
public:
virtual void f(){cout << "A::f" << endl;};
};
class B:public A{
public:
virtual void f(){cout << "B::f" << endl;};
};
class C:public A{
public:
virtual void f(){cout << "C::f" << endl;};
};
void test(A *a){
a->f();
};
int main(int argc, char* argv[])
{
B *b=new B;
C *c=new C;
char choice;
do{
cout<<"type B for class B,C for class C:"<<endl;
cin>>choice;
if(choice==''b'')
test(b);
else if(choice==''c'')
test(c);
}while(1);
cout<<endl<<endl;
return 0;
}
在上面的例子中，如果把类A,B,C中的virtual修饰符去掉，看看打印的结果，然后
再看下面一个例子想想两者的联系。如果把B和C中的virtual修饰符去掉，又会怎样，结
果和没有去掉一样。
7．在基类中调用继承类的函数（如果此函数是虚函数才能如此）还是先看例子： clas
s A {
public:
virtual void fun() {
cout << "A::fun" << endl;
}
void show() {
fun();
}
};
class B : public A {
public:
virtual void fun() {
cout << "B::fun" << endl;
}
};
int main() {
A a;
a.show();
return 0;
}
打印结果：A::fun
在6中的例子中，test(A *a)其实有一个继承类指针向基类指针隐式转化的过程。可
以看出利用虚函数我们可以在基类调用继承类函数。但如果不是虚函数，继承类指针转
化为基类指针后只可以调用基类函数。反之，如果基类指针向继承类指针转化的情况怎
样，这只能进行显示转化，转化后的继承类指针可以调用基类和继承类指针。如下例子
： class A {
public:
void fun() {
cout << "A::fun" << endl;
}
};
class B : public A {
public:
void fun() {
cout << "B::fun" << endl;
}
void fun0() {
cout << "B::fun0" << endl;
}
};
int main() {
A *a=new A;
B *b=new B;
A *pa;
B *pb;
pb=static_cast<B *>(a); //基类指针向继承类指针进行显示转化
pb->fun0();
pb->fun();
return 0;
}
【 在 bso (屠猪馆) 的大作中提到: 】
: 在某个基类上建立起来的类的层次构造中，可以对任何一个派生类的对象中的同名过程进
行
: 调用，而被调用的过程提供的处理可以随其所属的类而变。
: ------>>>>这也就是说基类指针可以对派生类中的同名过程(不论是私有或者公有)进行调
用
: ?
: 刚刚实行了这个规则一下,发现果然如此......呵呵~~~~~~~~这点解释哪里看到的?官方标
准
: 文档?
: 【 在 bakey (大苹果) 的大作中提到: 】
: : 看一看C++对于虚函数和多态的定义：
: : C++通过虚函数实现多态."无论发送消息的对象属于什么类，它们均发送具有同一形式
的
: : 消息，对消息的处理方式可能随接手消息的对象而变"的处理方式被称为多态性。"在某
: ...................
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心码合一，心中有代码，码中存我心；维码无心，心动即码动，代码表我心；
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