C++中的对象模型

来源：互联网发布：mac不能同时登陆2个qq 编辑：程序博客网时间：2024/06/03 22:58

所谓多态，即“多种形态“。

C++中虚函数的主要作用就是实现多态，每一个具有虚函数的类都叫做多态类。这个虚函数或者是从基类继承来的，或者是自己新增的。C++编译器为每一个多态类至少创

建一个虚函数表（vtable），他其实就是一个函数指针数组，其中存放着这个类所有的虚函数的地址及该类的类型信息，其中也包括那些继承但未改写的虚函数。简单地说父类

的指针/引用调用重写的虚函数，当父类指针/引用指向父类对象时调用的是父类的函数，指向子类对象时调用的是子类的函数。

【以下测试均在windows7 32位vs2008环境下的测试】

1、探索虚函数表

虚函数表是通过一块连续内存来存储虚函数的地址。这张表解决了继承、虚函数（重写）的问题。在虚函数的对象实例中都存在一张虚函数表、虚函数表就像一张地图、指

明了实际应该调用的虚函数。

#include<iostream>
using namespace std;
class Base
{
public:
virtual void func1()
{ }
virtual void func2()
{ }
private:

       int a;
};
void Test1()
{
      Base b1;
}
int main()
{
      Test1();
      return 0;
}

【虚函数表】

2、探索单继承对象模型

class Base
{
public:
virtual void func1()
{
  cout<<"Base::func1"<<endl;
}
virtual void func2()
{
  cout<<"Base::func2"<<endl;
}
private:
int a;
};
class Derive:public Base
{
public:
virtual void func1()
{
  cout<<"Derve::func1"<<endl;
}
virtual void func3()
{
  cout<<"Derve::func3"<<endl;
}
virtual void func4()
{
  cout<<"Derve::func4"<<endl;
}
private:
int b;
};
typedef void(*FUNC)();
void PrintVTable(int *VTable)
{
cout<<"虚表地址->"<<VTable<<endl;
for(int i=0;VTable[i]!=0;++i)
{
  printf("第%d个虚函数地址:0X%x,->",i,VTable[i]);
  FUNC f=(FUNC) VTable[i];
  f();
}
cout<<endl;
}
void Test1()
{
Base b1;
Derive d1;
int* VTable1=(int*)(*(int*)&b1);
int* VTable2=(int*)(*(int*)&d1);
PrintVTable(VTable1);

PrintVTable(VTable2);
}

VS2008监视窗口中的虚表

可以看到派生类Derive::func1重写基类Base::func1,覆盖了相应虚表位置上的函数。（可以看到这里没有看到派生类Derive中的func3和func4,这个函数就放在func2的后面，这

里没有显示是vs的问题（bug））。

【单继承对象模型】

3、探索多重继承的内存分布

class Base1
{
public:
virtual void func1()
{
  cout<<"Base1::func1"<<endl;
}
virtual void func2()
{
  cout<<"Base1::func2"<<endl;
}
private:
int b1;
};
class Base2
{
public:
virtual void func1()
{
  cout<<"Base2::func1"<<endl;
}
virtual void func2()
{
  cout<<"Base2::func2"<<endl;
}
private:
int b2;
};
class Derive:public Base1,public Base2
{
public:
virtual void fun1()
{
  cout<<"Derive::func1"<<endl;
}
virtual void fun3()
{
  cout<<"Derive::func3"<<endl;
}
private:
int d1;
};
typedef void(*FUNC)();
void PrintVTable(int *VTable)
{
cout<<"虚表地址->"<<VTable<<endl;
for(int i=0;VTable[i]!=0;++i)
{
  printf("第%d个虚函数地址:0X%x,->",i,VTable[i]);
  FUNC f=(FUNC) VTable[i];
  f();
}
cout<<endl;
}
void Test1()
{
Derive d1;
int* VTable=(int*)(*(int*)&d1);
PrintVTable(VTable);
VTable=(int*)(*((int*)&d1+sizeof(Base1)/4));
PrintVTable(VTable);
}

【多重继承对象模型】

4、多态

多态即多种形态，C++的多态分为静态多态和动态多态。

（1）静态多态就是重载，因为是在编译期决议确定，所以称为静态多态。

（2）动态多态就是通过继承重写基类的虚函数实现的多态，因为是在运行时决议确定、所以称为动态多态。

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