【C++】学习多态原理

一、虚函数表

先来看一段代码：sizeof(Base)是多少？

class Base
{
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout << "Func1()" << endl;
	}
private:
	int _b = 1;
};

int main()
{
	cout << sizeof(Base) << endl;
	return 0;
}

如果用以前的知识，想到的结果应该是4
但是：
在这里插入图片描述
打开调试窗口发现，除了b成员变量外，还有一个_vfptr放在对象的前面，（也有可能在后面，取决于编译器），对象中的这个指针叫做虚函数表指针（简称虚表指针）。一个含有虚函数的类中都至少都有一个虚函数表指针，因为虚函数的地址要被放到虚函数表中，虚函数表也简称虚表。

再增加派生类继承Base类，改造Base类，看是否有同样的效果：

class Base
{
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout << "Base::Func1()" << endl;
	}
	virtual void Func2()
	{
		cout << "Base::Func2()" << endl;
	}
	void Func3()
	{
		cout << "Base::Func3()" << endl;
	}
private:
	int _b = 1;
};
class Derive : public Base
{
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout << "Derive::Func1()" << endl;
	}
private:
	int _d = 2;
};
int main()
{
	Base b;
	Derive d;

	return 0;
}

打开调试窗口：
1️⃣基类的
在这里插入图片描述

2️⃣派生类的
在这里插入图片描述
通过调试，可总结以下几点：

派生类对象中也有一个虚表指针，是继承基类的，除了基类以外就是自己的
Func1和Func2是虚函数，所以放进虚表中；Func3不是虚函数，所以没有在虚表中
在派生类对象中发现，Func1函数的地址被覆盖了，原因是派生类对Func1函数进行了重写。重写是语法的叫法，覆盖是原理层的叫法
虚函数表本质是一个存虚函数指针的指针数组，一般情况这个数组最后面放了一个nullptr
派生类的虚表生成：a.先将基类中的虚表内容拷贝一份到派生类虚表中 b.如果派生类重写了基类中某个虚函数，用派生类自己的虚函数覆盖虚表中基类的虚函数 c.派生类自己新增加的虚函数按其在派生类中的声明次序增加到派生类虚表的最后

两个问题：
虚函数存在哪里？
虚表存在哪里？
///
虚函数和普通函数一样的，都是存在常量区的。只是虚函数指针存到了虚表中。
虚表也是存在常量区的。验证：（vs下）

int main()
{
	Base b;
	Derive d;

	int i = 0;
	static int j = 1;
	int* p1 = new int;
	const char* p2 = "aaaa";
	printf("栈:%p\n", &i);
	printf("静态区:%p\n", &j);
	printf("堆:%p\n", p1);
	printf("常量区:%p\n", p2);

	Base* p3 = &b;
	Derive* p4 = &d;
	printf("Base虚表地址：%p\n", *(int*)p3);
	printf("Base虚表地址：%p\n", *(int*)p4);

	return 0;
}

在这里插入图片描述
根据打印结果可知，虚表是存在常量区的

二、多态原理

class Base
{
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout << "Base::Func1()" << endl;
	}

private:
	int _b = 1;
};
class Derive : public Base
{
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout << "Derive::Func1()" << endl;
	}
private:
	int _d = 2;
};

void Func(Base* p)
{
	p->Func1();
}

int main()
{
	Base b;
	Func(&b);
	Derive d;
	Func(&d);
	
	return 0;
}