虚函数 C++

C++ 虚函数

虚函数

基类中使用virtual关键字声明的函数，称为虚函数。
虚函数的实现，通过虚函数表来实现的。即V-table 这个表中有一个类，用于储存虚函数的地址。解决其继承，覆盖的问题，用于保证其真实反映的函数。这样有虚函数的实例，将会储存在这个实例的内存中。即用父类的指针，操作子类的时候，通过虚函数表来实现找寻到父类。

定义下方的一个类

class Base{
public:
    virtual void f(){
        cout << "Base::f" << endl;
    }
    virtual void g(){
        cout << "Base::g" << endl;
    }
    virtual void h(){
        cout << "Base::h" << endl;
    }
}

然后通过实例化得到虚函数表

    Base* b = new Base();

    //Fun pFun = NULL;

    cout << "虚函数表地址 " << (int*)(&(*b)) << endl;    // 强制转换成为指针类型，然后输出
    cout << "虚函数表 - 第一个函数地址" << (int*)*(int*)(&(*b)) << endl;    // 取虚函数的地址，然后获得虚函数的头指向的第一个存储函数的内存空间。然后获取第一个函数的内存地址

然后查看输出的结果

虚函数表地址 0xb31268
虚函数表 - 第一个函数地址0x4c1490

根据地址可以看到，指针b指向创建的实例的地址，其首地址储存着虚函数表的地址，然后再次通过指针访问，得到虚函数表的第一个函数的指针的地址。

一般继承，没有虚函数覆盖

在上方的继承中，子类没有重载任何父类的函数，那么在虚函数列表中，就代表着

虚函数按照声明的顺序放入表中。
父类的虚函数，在子类的虚函数的前面。

一般继承，有虚函数覆盖

此时内存中地址如下

注意，最重要的一点是，地址上，覆盖的f()函数，被放置到了父类的f()函数上。于是就可以有下方的程序

    Base *b = new Derive();
    b->f();

使用一个类型为Base的指针b指向一个新建的实例Derive()，此时对于指针b指向的虚函数表中，此时f()的地址被Devieive函数的地址被覆盖， 形成如上的虚函数表。

此时访问成功

多重继承 无虚函数的覆盖

假设有如上的内容

此时虚函数表

每个父类都有自己的虚表，子类的成员函数被放到第一个父类的表中。即第一个父类的表是按照声明的顺序来判断。

多重继承 有虚函数覆盖

此时表如下

此时父类的被替换了。

这样就实现了多重继承，代码如下

    Derive d;
    Base1 *b1 = &d;
    Base2 *b2 = &d;
    Base3 *b3 = &d;
    b1->f();
    b2->f();
    b3->f();

此时代码如上。

纯虚函数

virtual int area() = 0;

实现一个纯虚函数，此时可以在派生类中更好的定义纯虚函数。