虚机制

1、设计如下三个class A、B、C

class A{
public:
	virtual void vfunc1();
	virtual void vfunc2();
	void func1();
	void func2();
private:
	int m_data1;
	int m_data2;
}


class B:public A{
public:
	virtual void vfunc1();
	void func2();
private:
	int m_data3;
}

class C:public B{
public:
	virtual void vfunc1();
	void func2();
private:
	int m_data4;
}
//注意：这个例子有点瑕疵，不应该写子类的函数与父类重名的。

其中class A有两个non-virtual函数，两个virtual函数。classB继承自classA ,且重写了class的 第一个虚函数，且自己又多了一个成员函数，因此，它一共有5个成员函数。classC继承自classB ，并且它重新写了继承自classB的虚函数，而且自己还有一个成员函数，因此classC共有6个成员函数。

2、三个类对象的内存图

可以看到：

• 子类对象中有父类的part。
• 然而，我们可以观察到，每个对象的内存除了成员变量以外，还会多出来一个数据，这个数据便是虚指针。
• 只要一个类中有一个函数为虚函数，那么这个类的数据中一定会多出来一个隐藏的虚指针。

3、虚表

每一个含有虚函数的类会多出来一份数据，这个数据就是所谓的虚指针。而这个指针指向的是一个表格，这个表格里存储的是函数指针。这个表格的名称为虚表。虚表中的函数指针指向的是虚函数。

注意：假如一个类中有3个虚函数，那么虚表中便会有4份数据，3份为虚函数的地址，最后一份为0。

4、继承

继承其实包括两部分：

• 继承成员变量(继承的就是一份内存中的数据，因此每一个对象都存储一份数据。)
• 继承函数(继承的是调用权，因此存储函数的代码仅有一份)

5、如何调用虚函数？

新建一个指向对象C的指针p，通过p便可以调用虚函数。以C语言的形式写出来如下：

(*(p->vptr)[n])(p);
(* p->vptr [n])(p);
//上述两个都行

其中，n代表第几个函数，由编译器自动确定。

6、静态绑定与动态绑定

(1)non-virtual 函数的调用：静态绑定。

• 调用固定地址处的函数。

(2)virtual 的调用：动态绑定。

• 通过指针找到虚表，通过虚表找到需要调用的函数。

7、静态绑定需要满足的条件

动态绑定需要满足的条件：

• 必须通过指针调用
• 指针必须向上转型
• 调用一定是虚函数

只要满足这3个条件，编译器就进行动态绑定。动态绑定时，调用的函数时不确定的，要看指针p指向什么东西。

8、 虚指针、虚表、虚函数构成虚机制

上述虚指针、虚表、虚函数构成了虚机制，也就支撑起了面向对象编程的多态这一特性。

9、多态好处的举例

例如写一个画图程序，需要绘制不同的图片。通过多态机制，可以写出很好的代码。
写一个形状类，不同的形状继承自形状类。然后将每一个形状对象是使用一个形状指针指着他们。将指针放在一个容器中。那么，不同的形状对象调用画图方法时就会画出不同的图形。这非常方便。

如果使用c语言完成这样的程序设计，就需要写多个if else 语句进行形状的判断，并且当新增加形状时又要添加新的判断分支。这样的代码不太友好。