C++学习笔记(13)——利用对象、引用、指针调用虚函数.pdf资源-CSDN文库

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C++学习笔记（13）——利用对象、引用、指针调用虚函数

虚函数实现原理说明：

在“C++学习笔记（12）——多态与虚函数 ”中，每个类的大小比起所有成员数据多 4 个字节，表明有虚函数的类的大

小还要加上一个紧缩的空指针类型的大小。这说明了该在包含虚函数的类中，编译系统自动加入了一些表明类型的信息。

当一个类中拥有虚函数时，编译系统将为该类创建一个数组 VTABLE。VTABLE 的元素是虚函数的地址，且同一虚函数的

地址在基类和派生类的 VTABLE 中相对首位置的偏移是一样的。同时，编译系统还加入了相应的调用虚函数的代码。所有这些

都是不需要程序员作的工作，由系统自动完成。在初始化该类对象时，将加入一个指向 VTABLE 的指针，这个指针一般称为 V

PTR。一般来说，VPTR 位于该类对象的存储单元的最开始部位。

这样，当 VPTR 被正确的初始化之后，便指向了该对象的 VTABLE，从而在对象及其特定的虚函数定义间建立了联系。从

虚函数调用的意义上来说，VPTR 表明了类型信息，因为它使得调用与类型相符合。

本例（见下文）可以看到，不管类层次进行了多少扩充，对于已有类对象的操作都不必作出改动。从这一点来看，虚函

数所体现的运行时多态，大大提高了软件的可扩充性。我们知道，系统的设计者在初期集中于整个系统框架的合理构建，而在

后期进行具体问题的分析，并逐渐扩充该框架。运行时多态保证了分析、设计、实现和扩充各个阶段的统一，使得系统的设计

者在各阶段可以集中于眼前的工作，而不必为了以后不可预见的变化付出代价。

虚函数总结：

虚函数只能是类成员函数，它在基类体内部说明，目的是提供一种接口界面；



虚函数不能是友元函数（即非成员函数），也不能是静态成员函数，因为虚函数调用要靠特定的对象来决定该激活哪个

函数。虚函数可以在另一个类中被声明为友元函数；

一旦一个函数定义为虚函数，那么无论它传下多少层，都将保持为虚函数，而不必每次都加关键字 virtual；

 基类的虚函数可在一个或多个派生类中被重新定义，但其原型与基类必须完全相同（即返回类型、函数名、参数个数、类

型及顺序一样），否则系统将认为派生类中的函数是重载的，而非虚函数；如果仅有返回类型不同，那么编译将出错；

 要虚函数发挥作用，必须用基类的指针（或引用）指向派生类的对象，并用指针（或引用）调用虚函数。也就是说，只有

用地址才能体现运行多态性。因为不论是指向基类还是指向派生类的指针（引用），大小都是一样的，这样才能用基类指针指

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