C++多态深入分析!
以下分析是基于VS2010的。以后会使用G++分析看看G++如何处理多态!
// polymorphic_test.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
// /**
特别注意:实现C++多态,除了基类相关函数要声明 virtual关键字,还需要派生类的该函数签名和基类完全一致!两个条件缺一不可,否则:
(1)如果派生类的函数与基类的函数同名,但是参数不同。此时,不论有无virtual
关键字,基类的函数将被隐藏(注意别与重载混淆)。
(2)如果派生类的函数与基类的函数同名,并且参数也相同,但是基类函数没有virtual
关键字。此时,基类的函数被隐藏(注意别与覆盖混淆)。
*/ #include "stdafx.h"
#include<iostream>
using namespace std; class A
{
public:
A():a(){;}
void foo() { std::cout << "BaseMember\t"; }
virtual void vfun() { std::cout << "BaseVirtual\t"; }
//private:
int a;
}; class B : public A
{
public:
B():b(){;}
void foo() { std::cout << "DerivedMember\t"; }
void vfun() { std::cout << "DerivedVirtual\t"; }
//private:
int b;
}; void test()
{
A a;
B b;
A *pa = NULL;
B *pb = NULL; while(true){
pa = &a;
sizeof(a); sizeof(b);
&a.a; &b.b; &b.a;
(int)&a.a ; (int)&b.b ;
int tt = &b - &a;
int t = (int)&b - (int)&a;
pa->foo(); // 非虚拟函数是编译器绑定,指针类型是什么,就调用该类型的成员函数!因此这里输出 BaseMember
pa->vfun(); // 运行期绑定,调用实际的类型函数!输出 BaseVirtual\t pa = &b;
pa->foo(); // 非虚拟函数是编译器绑定,指针类型是什么,就调用该类型的成员函数!由于指针类型是A*,因此调用A的成员函数。
// 因此输出 BaseMember
pa->vfun(); // 运行期绑定,调用实际类型的成员函数。因此输出 DerivedVirtual\t
//return 0;
std::cout << std::endl; pb = &b;
pb->foo(); pb->vfun(); // 这里输出 DerivedMember\t, DerivedVirtual\t .好理解。 pb = (B*)&a;
pb->foo(); // 这里注意:非虚拟函数编译期间绑定, pb的类型是B*, 因此调用B的成员函数。输出 DerivedMember\t
pb->vfun(); // 虚拟函数,调用实际类型的函数,现在pb指向的&a, 因此调用A的成员函数,输出 BaseVirtual\t std::cout << "\n" << std::endl;
} } int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
test();
return ;
}
根据调试信息,观察到的对象内存地址!
执行pa=&a之后:
指向pa=&b之后:
根据内存地址,汇出的对象内存布局. (不太会用word,画的太乱了。抱歉!)
根据该内存布局,我们可以总结如下:
1. 派生类对象也有基类继承成员的独立拷贝,并非如《深入C++对象模型》所说的“派生类的继承自基类的成员是依附于基类对象“
2. 每个对象都在栈地址上分配(没有使用new)。对象间是从高地址到低地址分配,所以a对象的起始地址大于b对象的;而在对象内部数据成员之间,是从低地址到高地址开始分配,所以b.a地址要高于b.b地址。
3. 假如存在vptr,那么vptr在对象的最开始处分配(vptr是对象内存布局的第一个成员).
4. 程序运行过程中,假如ptr指向不同的对象。那么调用虚函数时,会通过vptr+offset找到虚函数的入口地址。(比如,pa指向&a时,那么pa->vfun(),就是通过a对象的vptr找到vfun的地址,所以是调用A::vfun() ;当pa = &pb执行后,pa此时指向&pb,然后据此得到b对象的vptr+offset调用B::vfun()).
5. 非虚函数,是编译期间绑定,指针实际类型是什么,就调用该类型的成员函数,与运行期所指向对象无关。因为,因为pa的类型是A*,所以pa->foo()总是调用A::foo(),同理pb->foo()总是调用B::foo().
程序运行结果:
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