虚函数工作原理
来源:互联网 发布:淘宝有哪些好看的女装店铺 编辑:程序博客网 时间:2024/05/07 18:27
C++规定了虚函数的行为,但将实现方法留给了编译器作者。不需要知道实现方法就可以使用虚函数,但了解需函数的工作原理有助于更好的理解概念,因此,这里对其进行介绍。
通常,编译器处理虚函数的方法是:给每个对象添加一个隐藏成员。隐藏成员中保存一个指向函数地址数组的指针。这种数组称为虚函数表(virtual function table, vtbl)。虚函数表中存储了为对象进行声明的虚函数的地址。例如,基类对象包含一个指针,该指针指向基类中所有虚函数的地址表。派生类对象包含一个指向独立地址表的指针。如果派生类提供了虚函数的新定义,该函数表将保存新函数的地址;如果派生类没有重新定义虚函数,该vtbl将保存函数原始版本的地址。如果派生类定义了新的虚函数,则该函数也将被添加到vtbl中(参见下图)。注意,无论类中包含的虚函数是1个还是10个,都只需要在对象中添加1个地址成员,只是表的大小不同而已。
图:虚函数机制
调用虚函数时,程序将查看存储在对象中的vtbl地址,然后转向相应的函数地址表。如果使用类声明中定义的第一个虚函数,则程序将使用数组中中的第一个函数地址,并执行具有该地址的函数。如果使用类声明中定义的第三个函数,程序将使用地址为数组中第三个元素的函数。
简而言之,使用虚函数时,在内存和执行速度方面有一定的成本,包括:
1)每个对象都将增大,增大量为存储函数地址表(数组)的空间。
2)对每个类,编译器都创建一个虚函数地址表(数组)。
3)每个函数调用都需要执行一部额外的操作,即到表中查找地址。
虽然非虚函数的效率比虚函数稍高,但不具备动态联编(Dynimac Blinding)的功能。
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