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虛函數編輯

本詞條缺少名片圖，補充相關內容使詞條更完整，還能快速升級，趕緊來編輯吧！ 在某基類中聲明為 virtual 并在一個或多個派生類中被重新定 義的成員函數，virtual 函數返回類型 函數名（參數表） {函數體;}，實現多態性，通過指向派生類的基類指針或引用，訪問派生類中同名覆蓋成員函數 中文名 虛函數 定????義 被virtual關鍵字修飾的成員函數 作????用 實現多態性 形象解釋 求同存異 關????鍵 用指向基類的指針或引用操作對象 聲????明 virtual?

目錄

1c++的

? 一，定義

? 二， 實現

? 三， 代碼示例

? CallVirtualFun

1c++的編輯

下面是對C++的虛函數的理解。

一，定義

簡單地說，那些被virtual關鍵字修飾的成員函數，就是虛函數。虛函數的作用，用專業術語來解釋就是實現多態性（Polymorphism），多態性是將接口與實現進行分離；用形象的語言來解釋就是實現以共同的方法，但因個體差異而采用不同的策略。下面來看一段簡單的代碼

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#include<iostream> usingnamespacestd; classA { public: voidprint() { cout<<"ThisisA"<<endl; } }; classB:publicA { public: voidprint() { cout<<"ThisisB"<<endl; } }; intmain() { //為了在以后便于區分，我這段main()代碼叫做main1 Aa; Bb; a.print(); b.print(); return0; }

輸出結果分別是“ThisisA”、“ThisisB”。通過class A和class B的print（）這個接口，可以看出這兩個class因個體的差異而采用了不同的策略，但這是否真正做到了多態性呢？No，多態還有個關鍵之處就是一切用指向基類的指針或引用來操作對象。那現在就把main（）處的代碼改一改。

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intmain() { //main2 Aa; Bb; A*p1=&a; A*p2=&b; p1->print(); p2->print(); return0; }

運行一下看看結果，喲呵，驀然回首，結果卻是兩個This is A。問題來了，p2明明指向的是class B的對象但卻是調用的class A的print（）函數，這不是我們所期望的結果，那么解決這個問題就需要用到虛函數

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classA { public: virtualvoidprint(){cout<<"ThisisA"<<endl;} }; classB:publicA { public: voidprint(){cout<<"ThisisB"<<endl;} };

毫無疑問，class A的成員函數print（）已經成了虛函數，那么class B的print（）成了虛函數了嗎？回答是Yes，我們只需在把基類的成員函數設為virtual，其派生類的相應的函數也會自動變為虛函數。所以，class B的print()也成了虛函數。那么對于在派生類的相應函數前是否需要用virtual關鍵字修飾，那就是你自己的問題了。 現在重新運行main2的代碼，這樣輸出的結果就是This is A和This is B了。 現在來消化一下，我作個簡單的總結，指向基類的指針在操作它的多態類對象時，會根據不同的類對象，調用其相應的函數，這個函數就是虛函數。

二， 實現

（如果你沒有看過《Inside The C++ Object Model》這本書，但又急切想知道，那你就應該從這里開始） 虛函數是如何做到因對象的不同而調用其相應的函數的呢？現在我們就來剖析虛函數。我們先定義兩個類

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classA{//虛函數示例代碼 public: virtualvoidfun(){cout<<1<<endl;} virtualvoidfun2(){cout<<2<<endl;} }; classB:publicA{ public: voidfun(){cout<<3<<endl;} voidfun2(){cout<<4<<endl;} };

由于這兩個類中有虛函數存在，所以編譯器就會為他們兩個分別插入一段你不知道的數據，并為他們分別創建一個表。那段數據叫做vptr指針，指向那個表。那個表叫做vtbl，每個類都有自己的vtbl，vtbl的作用就是保存自己類中虛函數的地址，我們可以把vtbl形象地看成一個數組，這個數組的每個元素存放的就是虛函數的地址，請看圖 通過左圖，可以看到這兩個vtbl分別為class A和class B服務。現在有了這個模型之后，我們來分析下面的代碼 A *p=new A; p->fun(); 毫無疑問，調用了A::fun（），但是A::fun（）是如何被調用的呢？它像普通函數那樣直接跳轉到函數的代碼處嗎？No，其實是這樣的，首先是取出vptr的值，這個值就是vtbl的地址，再根據這個值來到vtbl這里，由于調用的函數A::fun（）是第一個虛函數，所以取出vtbl第一個slot里的值，這個值就是A::fun（）的地址了，最后調用這個函數。現在我們可以看出來了，只要vptr不同，指向的vtbl就不同，而不同的vtbl里裝著對應類的虛函數地址，所以這樣虛函數就可以完成它的任務。 而對于class A和class B來說，他們的vptr指針存放在何處呢？其實這個指針就放在他們各自的實例對象里。由于class A和class B都沒有數據成員，所以他們的實例對象里就只有一個vptr指針。通過上面的分析，現在我們來實作一段代碼，來描述這個帶有虛函數的類的簡單模型。

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#include<iostream> usingnamespacestd; //將上面“虛函數示例代碼”添加在這里 intmain(){ void(*fun)(A*); A*p=newB; longlVptrAddr; memcpy(&lVptrAddr,p,4); memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr),4); fun(p); deletep; system("pause"); return0; }

用VC或Dev-C++編譯運行一下，看看結果是不是輸出3，如果不是，那么太陽明天肯定是從西邊出來。現在一步一步開始分析 void (*fun)(A*); 這段定義了一個函數指針名字叫做fun，而且有一個A*類型的參數，這個函數指針待會兒用來保存從vtbl里取出的函數地址 A* p=new B; new B是向內存（內存分5個區：全局名字空間，自由存儲區，寄存器，代碼空間，棧）自由存儲區申請一個內存單元的地址然后隱式地保存在一個指針中.然后把這個地址賦值給A類型的指針P. . long lVptrAddr; 這個long類型的變量待會兒用來保存vptr的值 memcpy(&lVptrAddr,p,4); 前面說了，他們的實例對象里只有vptr指針，所以我們就放心大膽地把p所指的4bytes內存里的東西復制到lVptrAddr中，所以復制出來的4bytes內容就是vptr的值，即vtbl的地址 現在有了vtbl的地址了，那么我們現在就取出vtbl第一個slot里的內容 memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr),4); 取出vtbl第一個slot里的內容，并存放在函數指針fun里。需要注意的是lVptrAddr里面是vtbl的地址，但lVptrAddr不是指針，所以我們要把它先轉變成指針類型 fun(p); 這里就調用了剛才取出的函數地址里的函數，也就是調用了B::fun（）這個函數，也許你發現了為什么會有參數p，其實類成員函數調用時，會有個this指針，這個p就是那個this指針，只是在一般的調用中編譯器自動幫你處理了而已，而在這里則需要自己處理。 delete p; 釋放由p指向的自由空間； system("pause"); 屏幕暫停； 如果調用B::fun2（）怎么辦？那就取出vtbl的第二個slot里的值就行了 memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr+4),4); 為什么是加4呢？因為一個指針的長度是4bytes，所以加4。或者memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr)+1,4); 這更符合數組的用法，因為lVptrAddr被轉成了long*型別，所以+1就是往后移sizeof(long）的長度

三， 代碼示例

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#include<iostream> usingnamespacestd; classA{//虛函數示例代碼2 public: virtualvoidfun(){cout<<"A::fun"<<endl;} virtualvoidfun2(){cout<<"A::fun2"<<endl;} }; classB:publicA{ public: voidfun(){cout<<"B::fun"<<endl;} voidfun2(){cout<<"B::fun2"<<endl;} };//end//虛函數示例代碼2 intmain(){ void(A::*fun)();//定義一個函數指針 A*p=newB; fun=&A::fun; (p->*fun)(); fun=&A::fun2; (p->*fun)(); deletep; system("pause"); return0; }

你能估算出輸出結果嗎？如果你估算出的結果是A::fun和A::fun2，呵呵，恭喜恭喜，你中圈套了。其實真正的結果是B::fun和B::fun2，如果你想不通就接著往下看。給個提示，&A::fun和&A::fun2是真正獲得了虛函數的地址嗎？ 首先我們回到第二部分，通過段實作代碼，得到一個“通用”的獲得虛函數地址的方法

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#include<iostream> usingnamespacestd; //將上面“虛函數示例代碼2”添加在這里 voidCallVirtualFun(void*pThis,intindex=0){ void(*funptr)(void*); longlVptrAddr; memcpy(&lVptrAddr,pThis,4); memcpy(&funptr,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr)+index,4); funptr(pThis);//調用 } intmain(){ A*p=newB; CallVirtualFun(p);//調用虛函數p->fun() CallVirtualFun(p,1);//調用虛函數p->fun2() system("pause"); return0; }

CallVirtualFun

現在我們擁有一個“通用”的CallVirtualFun方法。 這個通用方法和第三部分開始處的代碼有何聯系呢？聯系很大。由于A::fun（）和A::fun2（）是虛函數，所以&A::fun和&A::fun2獲得的不是函數的地址，而是一段間接獲得虛函數地址的一段代碼的地址，我們形象地把這段代碼看作那段CallVirtualFun。編譯器在編譯時，會提供類似于CallVirtualFun這樣的代碼，當你調用虛函數時，其實就是先調用的那段類似CallVirtualFun的代碼，通過這段代碼，獲得虛函數地址后，最后調用虛函數，這樣就真正保證了多態性。同時大家都說虛函數的效率低，其原因就是，在調用虛函數之前，還調用了獲得虛函數地址的代碼。 其他信息 定義虛函數的限制：（1）非類的成員函數不能定義為虛函數，類的成員函數中靜態成員函數和構造函數也不能定義為虛函數，但可以將析構函數定義為虛函數。實際上，優秀的程序員常常把基類的析構函數定義為虛函數。因為，將基類的析構函數定義為虛函數后，當利用delete刪除一個指向派生類定義的對象指針時，系統會調用相應的類的析構函數。而不將析構函數定義為虛函數時，只調用基類的析構函數。 （2）只需要在聲明函數的類體中使用關鍵字“virtual”將函數聲明為虛函數，而定義函數時不需要使用關鍵字“virtual”。 （3）當將基類中的某一成員函數聲明為虛函數后，派生類中的同名函數自動成為虛函數。 （4）如果聲明了某個成員函數為虛函數，則在該類中不能出現和這個成員函數同名并且返回值、參數個數、類型都相同的非虛函數。在以該類為基類的派生類中，也不能出現這種同名函數。 虛函數聯系到多態，多態聯系到繼承。所以本文中都是在繼承層次上做文章。沒了繼承，什么都沒得談。 最后說明 本文的代碼可以用VC6和Dev-C++4.9.8.0通過編譯，且運行無問題。其他的編譯器小弟不敢保證。其中的類比方法只能看成模型，因為不同的編譯器的底層實現是不同的。例如this指針，Dev-C++的gcc就是通過壓棧，當作參數傳遞，而VC的編譯器則通過取出地址保存在ecx中。所以這些類比方法不能當作具體實現。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的虚函数编辑的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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