C++如何处理内联虚函数
计算机二级C 专题 多态性和虚函数
{
w=k;h=l;
}
void fun(point &s) // 被动态联编
{
cout<<S.AREA()<< P>
}
void main()
{
Rectangle rec(3.0,5.2,15.0,25.0);
Fun(rec);
}
的实现中调用 act1(), 由于有两个 act1() 函数,并且是虚函数,产生
了动态联编,根据运行情况,选择了 B::act1();
. 如果将 A::act2() 的实现改为:
void A::act2()
{
this → act1();
}
输出结果如何?
输出结果: 375
. 派生类中对基类的虚函数进行替换时,要求派生类中说明的虚函数
与基类中被替换的虚函数之间满足如下条件:
. 与基类的虚函数有相同的参数个数。
. 其参数的类型与基类的虚函数的对应参数类型相同。
. 其返回值或者与基类虚函数相同,或者都返回指针或引用。
满足上述条件的派生类的成员函数,自然是虚函数,可以不加 virtual.
在运行时进行束定。
. 态联编只能通过指针或引用标识对象来操作虚函数。若采用一般类
型的标识对象来操作虚函数,则采用静态联编方式调用虚函数。
例如:一个动态联编的例子:
#include
class point
{
public:
point(double I,double j)
{x=I;y=j;}
virtual double Area()
{return 0.0;}
C++中构造函数中调用虚函数的问题
<< C180.foo this: 0012F7A4 vtadr: CCCCCCCC
3) 如果对象有父类就会先调用父类的构造函数(并依次递归),如果有多个父类(多重继承)会依次对父类的构造函数进行调用,并会适当的调整this指针的位置。在调用完所有的父类的构造函数后,再执行自己的代码。
照上面的分析构造C190时也会调用C180的构造函数,这时在C180构造函数中的第一个foo调用为静态绑定,会调用到C180::foo()函数。第二个foo调用是通过指针调用的,这时多态行为会发生,应该调用的是C190::foo()函数。
17 0042700E mov dword ptr [eax],45C400h
18 00427014 mov eax,dword ptr [ebp-8]
19 00427017 pop edi
20 00427018 pop esi
21 00427019 pop ebx
22 0042701A add esp,0CCh
为此我查了一下C++标准规范。在12.7.3条中有明确的规定。这是一种特例,在这种情况下,即在构造子类时调用父类的构造函数,而父类的构造函数中又调用了虚成员函数,这个虚成员函数即使被子类重写,也不允许发生多态的行为。即,这时必须要调用父类的虚函数,而不子类重写后的虚函数。
我想这样做的原因是因为在调用父类的构造函数时,对象中属于子类部分的成员变量是肯定还没有初始化的,因为子类构造函数中的代码还没有被执行。如果这时允许多态的行为,即通过父类的构造函数调用到了子类的虚函数,而这个虚函数要访问属于子类的数据成员时就有可能出错。
C++虚函数及虚函数表解析
C++虚函数及虚函数表解析虚函数的定义: 虚函数必须是类的⾮静态成员函数(且⾮构造函数),其访问权限是public(可以定义为private or proteceted,但是对于多态来说,没有意义。
),在基类的类定义中定义虚函数的⼀般形式: virtual 函数返回值类型虚函数名(形参表) { 函数体 } 虚函数的作⽤是实现动态联编,也就是在程序的运⾏阶段动态地选择合适的成员函数,在定义了虚函数后, 可以在基类的派⽣类中对虚函数重新定义(形式也是:virtual 函数返回值类型虚函数名(形参表){ 函数体 }),在派⽣类中重新定义的函数应与虚函数具有相同的形参个数和形参类型。
以实现统⼀的接⼝,不同定义过程。
如果在派⽣类中没有对虚函数重新定义,则它继承其基类的虚函数。
当程序发现虚函数名前的关键字virtual后,会⾃动将其作为动态联编处理,即在程序运⾏时动态地选择合适的成员函数。
实现动态联编需要三个条件: 1、必须把需要动态联编的⾏为定义为类的公共属性的虚函数。
2、类之间存在⼦类型关系,⼀般表现为⼀个类从另⼀个类公有派⽣⽽来。
3、必须先使⽤基类指针指向⼦类型的对象,然后直接或者间接使⽤基类指针调⽤虚函数。
定义虚函数的限制: (1)⾮类的成员函数不能定义为虚函数,类的成员函数中静态成员函数和构造函数也不能定义为虚函数,但可以将析构函数定义为虚函数。
实际上,优秀的程序员常常把基类的析构函数定义为虚函数。
因为,将基类的析构函数定义为虚函数后,当利⽤delete删除⼀个指向派⽣类定义的对象指针时,系统会调⽤相应的类的析构函数。
⽽不将析构函数定义为虚函数时,只调⽤基类的析构函数。
(2)只需要在声明函数的类体中使⽤关键字“virtual”将函数声明为虚函数,⽽定义函数时不需要使⽤关键字“virtual”。
(3)如果声明了某个成员函数为虚函数,则在该类中不能出现和这个成员函数同名并且返回值、参数个数、参数类型都相同的⾮虚函数。
C++中虚函数工作原理和(虚)继承类的内存占用大小计算
C++中虚函数工作原理和(虚)继承类的内存占用大小计算一、虚函数的工作原理虚函数的实现要求对象携带额外的信息,这些信息用于在运行时确定该对象应该调用哪一个虚函数。
典型情况下,这一信息具有一种被称为vptr(virtual table pointer,虚函数表指针)的指针的形式。
vptr 指向一个被称为vtbl(virtual table,虚函数表)的函数指针数组,每一个包含虚函数的类都关联到vtbl。
当一个对象调用了虚函数,实际的被调用函数通过下面的步骤确定:找到对象的vptr 指向的vtbl,然后在vtbl 中寻找合适的函数指针。
虚拟函数的地址翻译取决于对象的内存地址,而不取决于数据类型(编译器对函数调用的合法性检查取决于数据类型)。
如果类定义了虚函数,该类及其派生类就要生成一张虚拟函数表,即vtable。
而在类的对象地址空间中存储一个该虚表的入口,占4个字节,这个入口地址是在构造对象时由编译器写入的。
所以,由于对象的内存空间包含了虚表入口,编译器能够由这个入口找到恰当的虚函数,这个函数的地址不再由数据类型决定了。
故对于一个父类的对象指针,调用虚拟函数,如果给他赋父类对象的指针,那么他就调用父类中的函数,如果给他赋子类对象的指针,他就调用子类中的函数(取决于对象的内存地址)。
虚函数需要注意的大概就是这些个地方了,之前在More effective C++上好像也有见过,不过这次在Visual C++权威剖析这本书中有了更直白的认识,这本书名字很牛逼,看看内容也就那么回事,感觉名不副实,不过说起来也是有其独到之处的,否则也没必要出这种书了。
每当创建一个包含有虚函数的类或从包含有虚函数的类派生一个类时,编译器就会为这个类创建一个虚函数表(VTABLE)保存该类所有虚函数的地址,其实这个VTABLE的作用就是保存自己类中所有虚函数的地址,可以把VTABLE形象地看成一个函数指针数组,这个数组的每个元素存放的就是虚函数的地址。
关于C++中虚函数的几个问题
第22卷第2期2006年4月赤峰学院学报Journal o f Ch ifeng C olleg eV ol.22N o.2A pr.2006关于C++中虚函数的几个问题张亚鹏(赤峰学院 计算机科学与技术系,内蒙古 赤峰 024000) 摘 要:论述了C++中虚函数的需要性、动态联编、虚函数与内联函数的问题.关键词:C++;虚函数;需要性;动态联编;内联函数中图分类号:T P311.1文献标识码:A文章编号:1673-260X(2006)02-0127-021 虚函数的需要性问题派生类继承基类的特性,进行结构扩张,这种逐步扩张,逐步在各派生类中分解彼此不同特性的过程其实就是类的分解.使用继承时,子类希望重载成员函数,C++用一种称为多态性的技术来解决,可以确定哪个重载函数被调用,引入虚函数.例如由交通工具派生出来的汽车类、飞机类,是具备更具体特性的描述的类,而对于交通工具这一个基类来说,它的特性是模糊的、广泛的,如果建立一个交通工具类的对象并没有实际意义,为了对这种没有必要建立对象的类进行约束,c++引入了抽象类的特性,这样的类唯一的用途是被继承.为了对抽象类的约束控制,引入了纯虚函数的定义.一个类的成员函数为纯虚函数的意义在于让c++知道该函数并无意义,它的作用只是为派生类进行虚函数重载保留位置.示例代码如下:#include<i ostream>us ing namespace std;class Veh icle{pub lic:Veh icle(float s peed,int total){Veh icle::s peed=s peed;Veh icle:total=total;}virtual void Sh ow Member()=0;//纯虚函数的定义protected:float s peed;in t total;};class Car:public Veh icle{Car(int aird,float s peed,in t total):Vehicle(s peed,t otal){Car::aird=aird;}v irtual v oid Show Member()//派生类成员函数重载{cou tνspeedν“│”νt otalν“│”νairdνendl;}protected:int aird;};int main()//V ehicle a(100,4);//错误,抽象类不能创建对象Car b(250,150,4);b.Sh ow Member();system(“pause”);}C++中虚函数是为了实现多态性的机制,其核心理念是基类指针可以访问子类定义的函数.在面向对象的编程过程中,我们总会设计出基类、子类构成类层次.如果某一函数(功能)需要重载,那么我们分别要在基类和子类中书写代码.假如不使用虚函数,那么类层次结构必须要暴露在使用者(使用此功能的其他开发者)面前,否则使用者无法确定用哪一个类的函数,而且如果在此类层次结构中增加新类,那么也得需要使用者“知道”.为了介绍类层次结构和使用者之间的耦合,C++采用了虚函数机制.2 动态联编问题如果某类中的一个成员函数被说明为虚函数,这就意味着该成员函数在派生类中可能有不同的实现.当使用这个成员函数操作指针或引用所标识对象时,对该成员函数调用采取动态联编方式,即在运行时进行关联.动态联编只能通过指针或引用标识对象来操作虚函数如果采用一般类型的标识对象来操作虚函数,则将采用静态联编方式调用虚函数pub lic:..721下面给出一个动态联编的例子:#include<i ostream.h>class P oint{pub lic:P oint(d oub le i,d ouble j){x=i;y=j;}virtual d oub le Area()cons t{return0.0;}private:double x,y;};class Rectangle:public P oint{pub lic:Rectangle(d ouble i,d oub le j,d oub le k,d oub le1);//double Area()cons t{return w3h;}virtual d oub le Area()cons t{return w3h;}private:double w,h;};Rectangle::Rectang le(d oub le i,d ouble j,double k,d ouble 1):P oint(i,j){w=k;h=l;}v oid f un(Poin t&s){G ou tνs.Area()νendl;}v oid main(){Rectangle rec(3.0,5.2,15.0,25.0);fun(rec);}通过这个例子可以看到,派生类中对基类的虚函数进行替换时,要求派生类中说明的虚函数与基类中的被替换的虚函数之间满足如下条件:(1)与基类的虚函数有相同的参数个数;(2)其参数的类型与基类的虚函数的对应参数类型相同;(3)其返回值或者与基类虚函数的相同,或者都返回指针或引用,并且派生类虚函数所返回的指针或引用的基类型是基类中被替换的虚函数所返回的指针或引用的基类型的子类型.3 虚函数与内联函数的问题//.h文件中class A{public: v irtual in t fl(){return a;} v irtual in t f2(){return a;}protected: int a;};class B:public A{public: int fl(){return a;} inline int f2(){return a;} v irtual in line int f3(){return a;} inline v irtual int f4(){return a;} int f5(){return a;} inline v oid g();};//.CPP文件中v oid B::g(){ fl(); f2(); f3(); f4(); f5();}inline关键字是对实现的关键字,只有在实现的时候才有用,标准的内联函数的定义:v oid f()://声明,没有in line关键字inline v oid f(){…}//实现,头上加个inline就变成内联了在声明的时候使用inline是完全没有意义的,所以f2, f3,f4,g的in line关键字都可以当它们不存在.而f5是内联,因为在声明时连函数一起实现的话,那么编译器自动将它作为内联.virtual关键字,只要在函数最初的声明中使用v irtual关键字,那么该函数和以后对它的继承覆盖,都是虚函数,不管它们是否在头文件中就实现,可以在th is中看见一个虚函数的展开.fl-f4都出现了virtual关键字,所以它们都是虚函数.g的inline是无效的,所以它就是一般的函数.于是,fl-f4都是虚函数,f5是内联函数,g是普通函数.82 1。
虚函数的具体实现方式
虚函数的具体实现方式{"title":"如何实现虚函数","content":"深入探究C++虚函数的实现方式"}在C++中,虚函数是一种非常重要的特性,它允许子类使用自己的方法重载父类的方法,实现多态性。
那么,虚函数的实现方式是什么呢?在C++中,虚函数的实现方式主要有两种:虚函数表和虚函数指针。
1. 虚函数表虚函数表是一种数据结构,它存储了类中所有虚函数的地址。
每个含有虚函数的类都有一个虚函数表,这个表只有当类被实例化时才创建。
虚函数表通常是一个数组,数组中每个元素都是一个指向虚函数的指针。
当一个对象被实例化时,它会包含一个指向虚函数表的指针,这个指针被称为虚函数表指针。
虚函数表指针和对象的数据成员一起存储在对象的内存空间中。
当调用一个虚函数时,程序首先查找虚函数表指针,然后根据虚函数的位置在虚函数表中查找函数的地址,最终调用该函数。
2. 虚函数指针另一种实现虚函数的方式是使用虚函数指针,这种方式与虚函数表类似。
在含有虚函数的类中,每个对象包含一个指向虚函数表的指针,这个指针被称为虚函数指针。
不同的是,虚函数指针不是存储在类的内存空间中,而是存储在对象的内存空间中。
当调用虚函数时,程序首先查找虚函数指针,然后根据虚函数的位置在虚函数表中查找函数的地址,最终调用该函数。
总结:虚函数是一种非常重要的特性,它实现了多态性。
C++中有两种主要的实现虚函数的方式:虚函数表和虚函数指针。
虚函数表是一种数据结构,它存储了类中所有虚函数的地址。
虚函数指针也是一种指向虚函数表的指针。
虚函数表和虚函数指针都是实现多态性的重要手段。
C++之普通成员函数、虚函数以及纯虚函数的区别与用法要点
C++之普通成员函数、虚函数以及纯虚函数的区别与⽤法要点普通成员函数是静态编译的,没有运⾏时多态,只会根据指针或引⽤的“字⾯值”类对象,调⽤⾃⼰的普通函数;虚函数为了重载和多态的需要,在基类中定义的,即便定义为空;纯虚函数是在基类中声明的虚函数,它可以再基类中有定义,且派⽣类必须定义⾃⼰的实现⽅法。
假设我们有三个类Person、Teacher、Student它们之间的关系如下:类的关系图普通成员函数【Demo1】根据这个类图,我们有下⾯的代码实现#ifndef __OBJEDT_H__#define __OBJEDT_H__#include <string>#include <iostream>class Person{public:Person(const string& name, int age) : m_name(name), m_age(age){}void ShowInfo(){cout << "姓名:" << m_name << endl;cout << "年龄:" << m_age << endl;}protected:string m_name; //姓名int m_age; //年龄};class Teacher : public Person{public:Teacher(const string& name, int age, const string& title): Person(name, age), m_title(title){}void ShowInfo(){cout << "姓名:" << m_name << endl;cout << "年龄:" << m_age << endl;cout << "职称:" << m_title << endl;}private:string m_title; //职称};class Student : public Person{public:Student(const string& name, int age, int studyId): Person(name, age), m_studyId(studyId){}void ShowInfo(){cout << "姓名:" << m_name << endl;cout << "年龄:" << m_age << endl;cout << "学号:" << m_studyId << endl;}private:int m_studyId; //学号};#endif //__OBJEDT_H__测试代码:void test(){Person* pPerson = new Person("张三", 22);Teacher* pTeacher = new Teacher("李四", 35, "副教授");Student* pStudent = new Student("王五", 18, 20151653);pPerson->ShowInfo();cout << endl;pTeacher->ShowInfo();cout << endl;pStudent->ShowInfo();cout << endl;delete pPerson;delete pTeacher;delete pStudent;}结果:姓名:张三年龄:22姓名:李四年龄:35职称:副教授姓名:王五年龄:18学号:20151653说明:这⾥的ShowInfo就是⼀个普通的函数。
c++ 调用纯虚函数
c++ 调用纯虚函数在C++的面向对象编程中,纯虚函数是一种特殊的虚函数,它没有函数体,需要子类实现。
如果一个类有纯虚函数,那么这个类就是抽象类,不能被实例化。
在使用纯虚函数时,需要注意以下几点: 1. 纯虚函数的声明方式:在函数原型后面加上“= 0”,例如: ```virtual void func() = 0;```2. 子类必须实现纯虚函数:如果一个类继承了一个抽象类,那么它必须实现抽象类中的所有纯虚函数,否则它也是个抽象类。
3. 抽象类不能被实例化:抽象类只能用作父类,不能被实例化。
下面是一个例子,演示如何在子类中实现纯虚函数的调用:```c++#include <iostream>using namespace std;class Shape {public:virtual void draw() = 0; // 纯虚函数};class Rectangle : public Shape {public:void draw() {cout << 'Rectangle::draw()' << endl;}};int main() {Shape *shape = new Rectangle();shape->draw();delete shape;return 0;}```这个例子中,我们定义了一个抽象类 Shape 和一个子类Rectangle,Rectangle 继承了 Shape 并实现了其中的纯虚函数draw。
在主函数中,我们通过 Shape 类型的指针指向 Rectangle 对象并调用 draw() 函数,输出了“Rectangle::draw()”。
注意,我们不能直接实例化 Shape 对象,因为它是抽象类。
总之,在 C++ 中调用纯虚函数需要在子类中实现,否则子类也会变成抽象类。
通过抽象类可以实现多态性和接口隔离等面向对象编程的重要概念。
C++实操之内联成员函数介绍
C++实操之内联成员函数介绍⽬录前⾔什么是内联函数:如何使⼀个函数成为内联:为什么使⽤内联:优点 :缺点 :关键点:总结前⾔在C语⾔中,我们使⽤了宏函数,这是编译器⽤来减少执⾏时间的⼀种优化技术。
那么问题来了,在C++中,有什么更好的⽅法来解决这个问题呢?我们引⼊了内联函数,这是编译器⽤来减少执⾏时间的⼀种优化技术。
我们将讨论内联函数的 “what, why, when & how”。
什么是内联函数:内联函数是C++的⼀个增强功能,可以减少程序的执⾏时间。
函数可以通过指⽰编译器,使其成为内联函数,这样编译器就可以取代那些被调⽤的函数定义。
编译器会在编译时替换内联函数的定义,⽽不是在运⾏时引⽤函数定义。
注意:这只是建议编译器将函数内联,如果函数很⼤(在可执⾏指令等⽅⾯),编译器可以忽略 "内联 "请求,将函数作为普通函数处理。
如何使⼀个函数成为内联:要使任何函数成为内联函数,在其定义的开头使⽤关键字 "inline"。
例⼦:第⼀种情况:class A{public:inline int add(int a, int b){return (a+b);}};第⼆种情况:class A{public:int add(int a, int b);};inline int A::add(int a, int b){return (a+b);}第三种情况:inline int add_two (int a, int b){return (a+b);}你可以在它的类定义中定义⼀个成员函数,或者如果你已经在类定义中声明了(但没有定义)该成员函数,你可以在外⾯定义它。
第⼀种情况:当在类成员列表中定义的成员函数默认为内联成员函数,所以第⼀个class A定义⾥,也可以省略inline关键字。
⼀般含有⼏⾏代码的成员函数通常被内联声明,或者说可以在类的定义中定义较短的函数。
c++类模板函数模板的问题,模板函数不能是虚函数,虚函数不能是内联
c++类模板函数模板的问题,模板函数不能是虚函数,虚函数不能是内联内联函数不能为虚函数,原因在于虚表机制需要⼀个真正的函数地址,⽽内联函数展开以后,就不是⼀个函数,⽽是⼀段简单的代码,可能有些内联函数会⽆法内联展开,⽽编译成为函数虚函数不能模板化编译器在编译⼀个类的时候,需要确定这个类的虚函数表的⼤⼩。
⼀般来说,如果⼀个类有N个虚函数,它的虚函数表的⼤⼩就是N,如果按字节算的话那么就是4*N。
如果允许⼀个成员模板函数为虚函数的话,因为我们可以为该成员模板函数实例化出很多不同的版本,也就是可以实例化出很多不同版本的虚函数,那么编译器为了确定类的虚函数表的⼤⼩,就必须要知道我们⼀共为该成员模板函数实例化了多少个不同版本的虚函数。
显然编译器需要查找所有的代码⽂件,才能够知道到底有⼏个虚函数,这对于多⽂件的项⽬来说,代价是⾮常⾼的,所以规定成员模板函数不能够为虚函数。
那么编译器在编译Func类的时候,需要查看int mian ⾥⾯的具体调⽤,才知道会产⽣两个虚函数。
⼀个是virtual int Add (const int &a, const int &b); 另⼀个是 virtual double Add (const double &a, const double &b)。
当项⽬很⼤,⽂件特别多的时候,需要遍历完所有的⽂件才能确定实际会产⽣多少虚函数,所以这样编译的效率会⾮常的低。
因此规定成员模板函数不能够为虚函数最近要修改⼀个模板类的功能,对于特定形式的参数,想要复⽤函数名,进⼊不同的路径,于是就想到了模板函数偏特化举个例⼦#include <iostream>using namespace std;template <class T>class A{public:template <class T2>void Func(T2 t) { cout << t; } //成员函数模板template <>void Func<int>(int t) { cout << t; } //特化int};int main(){A<int> a;a.Func('K'); //成员函数模板Func被实例化a.Func("hello");return0;}此处遇到了⼏个问题1.类模板的模板函数,必须要在类内部定义,不然在外部template都不知道是类的还是函数的如果相对只想对模板类的某个函数偏特化,要⽤以下写法template<typename DataKey, typename Data>class CTemplateReportDataBaseMgr{public:bool print1(Data out_map_report_data,std::vector<DataKey>& in_vt_data_key) ;};template<typename DataKey, typename Data>bool CTemplateReportDataBaseMgr<DataKey, Data>::print1(Data out_map_report_data,std::vector<DataKey>& in_vt_data_key){return true;};template<>bool CTemplateReportDataBaseMgr<class DataKey,int>::print1( //注意这⾥的写法,不能直接像偏特化类⼀样的写法int out_map_report_data,std::vector<DataKey>& in_vt_data_key){return true;};类的模板特化写法template<typename T1,typename T2>class Test{public:Test(T1 i,T2 j):a(i),b(j){cout<<"模板类"<<endl;}private:T1 a;T2 b;};template<> //全特化,由于是全特化,参数都指定了,参数列表故为空。
c语言虚函数
c语言虚函数一、什么是虚函数在C++中,虚函数是指在基类中被声明为虚函数的成员函数,在派生类中重新定义后,会根据对象的实际类型来选择调用哪个版本的函数。
这种机制称为动态绑定或运行时多态。
二、C语言中是否支持虚函数C语言并不直接支持虚函数,因为它没有面向对象的特性。
但是,我们可以通过结构体和函数指针模拟出类和虚函数的概念。
三、如何实现虚函数1. 定义一个基类结构体,并在其中定义一个指向成员函数的指针作为虚函数。
struct Base {int (*fun)(struct Base *self);};2. 定义一个派生类结构体,并在其中定义一个指向成员函数的指针作为重写后的虚函数。
struct Derived {struct Base base;int (*fun)(struct Derived *self);};3. 实现基类和派生类各自对应的成员函数。
int base_fun(struct Base *self) {printf("Base fun\n");return 0;}int derived_fun(struct Derived *self) {printf("Derived fun\n");return 0;}4. 在程序中创建基类对象和派生类对象,并分别调用它们各自对应的成员函数。
int main() {struct Base base = {base_fun};struct Derived derived = {{base_fun}, derived_fun};base.fun(&base);derived.base.fun(&derived);derived.fun(&derived);return 0;}四、虚函数的优缺点1. 优点虚函数可以实现多态,使得不同类型的对象在调用同一个函数时,可以根据实际类型来选择调用哪个版本的函数。
c++虚函数和动态束定总结
c++虚函数和动态束定总结
C++中的虚函数和动态绑定是面向对象编程中非常重要的概念,它们在实现多态性和继承性方面起着关键作用。
让我来从多个角度全面总结一下这两个概念。
首先,我们来看虚函数。
在C++中,通过在基类的成员函数声明前加上关键字`virtual`来定义虚函数。
当派生类继承并重写这个虚函数时,可以实现多态性,即同一个函数调用可以根据对象的实际类型来执行不同的函数体。
这样的设计使得程序更加灵活和可扩展,能够更好地适应变化和复杂的需求。
虚函数的存在使得基类指针可以在运行时指向派生类对象,并调用相应的函数,这就引出了动态绑定的概念。
动态绑定是指在运行时确定调用的函数版本。
当通过基类指针或引用调用虚函数时,程序会在运行时根据对象的实际类型来确定调用的函数版本,而不是在编译时就确定。
这种动态绑定的特性使得程序能够更加灵活地处理对象的多态性,从而实现更加复杂的行为和逻辑。
另外,虚函数和动态绑定也涉及到虚函数表的概念。
在包含虚
函数的类的对象中,会有一个指向虚函数表的指针,虚函数表中存
储了该类的虚函数地址。
当调用虚函数时,程序会根据对象的实际
类型找到相应的虚函数表,并调用正确的函数。
这种机制保证了动
态绑定的实现。
总的来说,虚函数和动态绑定是C++中实现多态性的关键机制,它们使得程序能够更加灵活地处理对象的多态性,实现更加复杂的
行为和逻辑。
同时,理解和正确运用虚函数和动态绑定也是面向对
象编程中的重要技能之一。
希望以上总结能够帮助你更好地理解这
两个概念。
c语言虚函数
C语言虚函数中的特定函数简介C语言是一种面向过程的编程语言,并不直接支持面向对象的概念,其中包括了“类”、“对象”、“继承”等概念。
然而,通过使用一些技巧和设计模式,我们可以在C语言中实现类似于面向对象的功能,其中一个重要的概念就是虚函数。
虚函数是一种特殊的函数,它可以在派生类中被重写,从而实现多态。
虚函数的定义、用途和工作方式是C语言中面向对象编程的重要部分,本文将详细介绍这些内容。
虚函数的定义在C语言中,虚函数的定义需要使用函数指针和结构体实现。
我们可以使用函数指针将一个函数地址赋值给一个结构体中的成员变量,从而形成一个具有特定功能的“方法”。
这样,我们就可以通过这个函数指针来调用结构体中的函数,实现类似于面向对象中对象的方法调用的功能。
下面是一个虚函数的定义示例:typedef struct {void (*function_ptr)(void);} VTable;void function1(void) {printf("This is function1\n");}void function2(void) {printf("This is function2\n");}VTable vtable = {.function_ptr = function1};在上述示例中,我们使用typedef定义了一个VTable结构体,其中有一个function_ptr成员变量,它是一个指向函数的指针。
我们定义了两个函数function1和function2,并分别赋值给了vtable中的function_ptr成员变量。
虚函数的用途虚函数的主要用途是实现多态,使不同类型的对象可以调用相同的接口名称,但执行不同的操作。
通过使用虚函数,我们可以在C语言中实现类似于面向对象的继承和多态的功能。
在面向对象的编程中,我们可以定义一个基类(或接口),然后派生出不同的子类,每个子类都可以重写基类的虚函数,以实现它们自己的特定行为。
C++虚函数表的工作原理
虚函数表工作原理C++中的虚函数的作用主要是实现了多态的机制。
关于多态,简而言之就是用父类型别的指针指向其子类的实例,然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数。
这种技术可以让父类的指针有“多种形态”,这是一种泛型技术。
所谓泛型技术,说白了就是试图使用不变的代码来实现可变的算法。
比如:模板技术,RTTI技术,虚函数技术,要么是试图做到在编译时决议,要么试图做到运行时决议。
关于虚函数的使用方法,我在这里不做过多的阐述。
大家可以看看相关的C++的书籍。
在这篇文章中,我只想从虚函数的实现机制上面为大家一个清晰的剖析。
当然,相同的文章在网上也出现过一些了,但我总感觉这些文章不是很容易阅读,大段大段的代码,没有图片,没有详细的说明,没有比较,没有举一反三。
不利于学习和阅读,所以这是我想写下这篇文章的原因。
也希望大家多给我提意见。
言归正传,让我们一起进入虚函数的世界。
虚函数表对C++ 了解的人都应该知道虚函数(Virtual Function)是通过一张虚函数表(Virtual Table)来实现的。
简称为V-Table。
在这个表中,主是要一个类的虚函数的地址表,这张表解决了继承、覆盖的问题,保证其容真实反应实际的函数。
这样,在有虚函数的类的实例中这个表被分配在了这个实例的内存中,所以,当我们用父类的指针来操作一个子类的时候,这张虚函数表就显得由为重要了,它就像一个地图一样,指明了实际所应该调用的函数。
这里我们着重看一下这张虚函数表。
在C++的标准规格说明书中说到,编译器必需要保证虚函数表的指针存在于对象实例中最前面的位置(这是为了保证正确取到虚函数的偏移量)。
这意味着我们通过对象实例的地址得到这张虚函数表,然后就可以遍历其中函数指针,并调用相应的函数。
听我扯了那么多,我可以感觉出来你现在可能比以前更加晕头转向了。
没关系,下面就是实际的例子,相信聪明的你一看就明白了。
假设我们有这样的一个类:class Base {public:virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; }virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; }};按照上面的说法,我们可以通过Base的实例来得到虚函数表。
C#的虚函数解析机制
C#的虚函数解析机制前⾔ 这篇⽂章出⾃我个⼈对C#虚函数特性的研究和理解,未参考、查阅第三⽅资料,因此很可能存在谬误之处。
我在这⾥只是为了将我的理解呈现给⼤家,也希望⼤家在看到我犯了错误后告诉我。
⽤词约定“⽅法的签名”包括返回类型、⽅法名、参数列表,这三者共同标识了⼀个⽅法。
“声明⽅法”,即指出该⽅法的签名。
“定义⽅法”,则是指定调⽤⽅法时执⾏的代码。
“同名⽅法”是指⽅法的签名相同的两个⽅法。
“重写”⼀个⽅法,意味着⼦类想继承⽗类对⽅法的声明,却想重新定义该⽅法。
单独使⽤“使⽤”⼀词时,包括“显式”或“隐式”两种使⽤⽅式:前者是指在代码中指明,后者是根据语句的上下⽂推断。
某个类的⽅法,包括了在该类中定义的⽅法,以及由继承得到的直接⽗类的⽅法。
注意这条规则的递归性质。
理论部分 在⽗类与⼦类⾥,除了类之间的继承链,还存在⽅法之间的继承链。
C#⾥,在⼀个类中声明⼀个⽅法时,有四个和⽅法的继承性有关的关键字:new、virtual、sealed、override。
virtual表⽰允许⼦类的同名⽅法与其①建⽴继承链。
override表⽰其①与⽗类的同名⽅法之间建⽴了继承链,并隐式使⽤virtual关键字。
new表⽰其切断了其①与⽗类的同名⽅法之间的继承链。
sealed表⽰将其①与⽗类的同名⽅法建⽴继承链(注意这个就是override关键字的特性),并且不允许⼦类的同名⽅法与其建⽴继承链。
在使⽤sealed关键字时,必须同时显式使⽤override关键字。
以及:在定义⽅法时,若不使⽤以上关键字,⽅法就会具有new关键字的特性。
对于这⼀点,如果⽗类中没有同名⽅法,则没有任何影响;如果⽗类中存在⼀个同名⽅法,编译器会给出⼀个警告,询问你是否是想隐藏⽗类的同名⽅法,并推荐你显式地为其指定new关键字。
①其:指代正在进⾏声明的⽅法。
依照上述的说明,在调⽤类上的某个⽅法时,可以为该⽅法构建出⼀个或多个“⽅法继承链”。
虚函数调用顺序
虚函数调用顺序
在C++中,虚函数是一种非常重要的概念,它使得程序员能够在派生类中重新定义基类的函数。
然而,在使用虚函数时,我们需要了解虚函数的调用顺序,这样才能正确地设计和理解程序的逻辑。
首先,让我们来了解一下虚函数的概念。
虚函数是在基类中使用关键字“virtual”来声明的函数,在派生类中可以重新定义。
在调用虚函数时,程序会根据实际对象的类型来确定调用哪个版本的函数,这被称为动态绑定。
接下来,让我们来看一下虚函数的调用顺序。
当一个对象调用一个虚函数时,程序首先会查看对象的虚函数表(vtable),然后根据对象的类型来确定调用哪个版本的函数。
如果对象是派生类的实例,而且派生类重新定义了虚函数,那么程序会调用派生类的版本;否则,程序会调用基类的版本。
这种机制保证了程序能够正确地调用对象的特定版本的虚函数。
另外,如果一个虚函数在派生类中被重新定义为非虚函数,那么在使用指向派生类对象的基类指针调用该函数时,程序会调用基类的版本,而不是派生类的版本。
因此,在设计程序时,需要格外小心地处理虚函数的定义和调用,以避免出现意外的行为。
总的来说,虚函数的调用顺序是根据对象的类型来确定调用哪个版本的函数。
这种动态绑定的特性使得程序能够正确地调用对象的特定版本的函数,而不需要在编写代码时就确定函数的具体版本。
因此,在使用虚函数时,程序员需要了解虚函数的调用顺序,以确保程序能够正确地调用和处理对象的虚函数。
c中virtual的作用
c中virtual的作用C中virtual的作用什么是virtual?在C++中,virtual是一个关键字,用于声明类的成员函数为虚函数。
虚函数是一种特殊的成员函数,允许在继承关系中进行动态多态的调用。
virtual函数的作用1.实现多态通过将基类的成员函数声明为虚函数,可以在派生类中重写该函数,实现不同的功能。
这样,在基类指针指向派生类对象时,通过调用虚函数,可以根据实际对象的类型来调用相应的函数。
2.实现动态绑定使用虚函数可以在运行时动态绑定函数调用。
通过使用基类指针或引用指向派生类对象,可以根据实际的对象类型来调用相应的函数,而不是根据指针或引用的类型来确定函数调用。
3.实现运行时多态虚函数的另一个重要作用是实现运行时多态。
通过基类指针或引用指向不同的派生类对象,可以在运行时根据对象的具体类型来调用相应的函数,实现动态多态的效果。
使用virtual的注意事项1.virtual函数必须是成员函数虚函数必须是类的成员函数,不能是类的静态成员函数和全局函数。
2.基类中的虚函数应该有默认实现或纯虚函数基类中的虚函数可以有默认的实现,也可以声明为纯虚函数。
纯虚函数是指在基类中没有具体的实现,派生类必须实现该函数。
3.析构函数应该为虚函数如果基类中有虚函数,则析构函数应该声明为虚函数。
这是为了确保在通过基类指针删除派生类对象时,能够正确调用到派生类的析构函数。
否则,可能导致派生类的资源无法正确释放。
4.虚函数的调用开销较大虚函数的调用需要在运行时进行动态绑定,因此会有额外的开销。
对于不需要动态多态性的函数,不应该声明为虚函数,以减少运行时的开销。
总结虚函数是C++中实现多态性的重要手段之一。
通过声明虚函数,可以在派生类中重写该函数,实现动态多态的调用。
然而,虚函数的使用需要注意性能开销和函数的设计,以确保程序的正常运行和高效性能。
虚函数的实现原理虚函数的实现原理涉及到C++的对象模型和虚函数表。
在C++中,每个类对象都有一个虚函数表(vtable),虚函数表是一个指针数组,存储着该类的虚函数地址。
C++程序设计基础第6章 虚函数与多态性
6.2.1 虚函数的定义
2. 虚函数的定义 • 虚函数的定义是在基类中进行的 。 • 虚函数的定义语法格式如下:
virtual<函数类型><函数名>(形参表) {
函数体 }
12
6.2.1 虚函数的定义
3. 定义虚函数时,要注意遵循以下规则: 1)只有成员函数才能声明为虚函数,因为虚
函数仅适用于有继承关系的类对象,所以 普通函数不能声明为虚函数。 2)虚函数的声明只能出现在类声明中的函数 原型声明中,而不能出现在成员的函数体 实现上。 3)类的静态成员函数不可以定义为虚函数, 因为静态成员函数不受限于某个对象。
}
7
void main()
{
MaxClass mc(34,67,143,89);
cout<<"计算前两个数中的最大数为:“
<<mc.max(34,67)<<endl;
cout<<"计算前三个数中的最大数为:“
<<mc.max(34,67,143)<<endl;
cout<<"计算四个数中的最大数为:“
运行结果: 张晓强,园林工人 李文卓,生命科学教师
23
6.2.3 虚函数的重载
• 2. 多继承中的虚函数
【例6.8】多继承中使用虚函数例题。
#include <iostream.h>
class base1
//定义基类base1
{
public: virtual void display()
//函数定义为虚函数
运行结果:
(1) : 动物(食草/食肉). (2) : 食草动物 : 羚羊 (3) : 食草动物 : 羚羊 (4) : 食肉动物 : 老虎 (5) : 食肉动物 : 老虎 (6) : 食草动物 : 羚羊 (7) : 食肉动物 : 老虎
虚函数的概念与作用
虚函数的概念与作用一、概念虚函数是C++中的一个重要概念,它是一种在基类中声明的函数,该函数在派生类中被重新定义。
虚函数可以通过基类指针或引用来调用,在运行时确定调用的是哪个版本的函数。
虚函数通过动态绑定实现了多态性,是C++中实现面向对象编程的重要手段之一。
二、作用1. 实现多态性虚函数通过动态绑定实现了多态性,使得同一个基类指针或引用可以调用不同派生类的同名函数,从而实现了多态性。
这样就可以在编写程序时避免使用大量的if-else语句或switch语句来判断对象类型,提高了程序的可读性和可维护性。
2. 简化代码使用虚函数可以简化代码,减少代码量。
如果没有使用虚函数,则需要为每个派生类分别编写相应的处理代码,在程序规模较大时会导致代码冗长、难以维护和扩展。
3. 便于扩展使用虚函数可以方便地扩展程序功能。
当需要添加新的派生类时,只需要重新定义相应的虚函数即可,在原有代码基础上进行扩展,而不需要修改已有代码。
4. 支持动态类型识别使用虚函数可以支持动态类型识别。
在程序运行时,可以通过基类指针或引用来判断对象的实际类型,从而进行相应的处理。
这种机制在实现一些高级特性时非常有用,如RTTI(Run-Time Type Identification)。
5. 支持多重继承使用虚函数可以支持多重继承。
在多重继承中,一个派生类可以同时继承多个基类,每个基类都可能定义相同的虚函数。
如果没有使用虚函数,则会导致二义性错误(Ambiguity),而使用虚函数则可以避免这种问题的发生。
三、注意事项1. 虚函数必须是成员函数虚函数必须是成员函数,不能是全局函数或静态成员函数。
2. 构造函数和析构函数不能是虚函数构造函数和析构函数不能是虚函数,因为它们的调用方式不同于普通成员函数。
3. 虚析构函数如果一个类中定义了虚析构函数,则当该类被删除时,会自动调用其派生类的析构函数。
这样可以确保所有资源都被正确释放。
4. 纯虚函数与抽象类如果一个基类中定义了纯虚函数,则该基类就变成了抽象类。
C++ 虚函数[详讲]
什么是虚函数?简单地说,那些被virtual关键字修饰的成员函数,就是虚函数。
为什么要引入虚函数?虚函数的作用是实现类的继承所体现的多态性,具体点是实现动态联编。
从程序的角度上来说,在定义了虚函数后,可以在派生类中对虚函数重新定义,以实现统一的接口,不同定义过程,在程序的运行阶段动态地选择合适的成员函数。
什么是多态性?简单点说,多态性是将接口与实现进行分离;C++实现运行时多态性的关键途径:在公有派生情况下,一个指向基类的指针可用来访问从基类继承的任何对象。
语法:普通函数的前面加上virtual[cpp]view plaincopyprint?1.virtual函数返回值类型虚函数名(形参表)2.{3.//函数体4.}虚函数的调用方式:只能通过指向基类的指针或基类对象的引用来调用虚函数调用语法:[cpp]view plaincopyprint?1.指向基类的指针变量名->虚函数名(实参表)2.基类对象的引用名. 虚函数名(实参表)注意:正常情况下,如果不把函数声明为虚函数,指向基类的指针的访问情况如下:1)基类指针指向基类对象:基类指针可以直接访问基类对象中的成员2)基类指针指向派生类对象:基类指针只能访问派生类中的从基类中继承的成员,派生类有同名的函数或成员,也只能调用基类的成员。
如果定义成虚函数时:定义一个基类指针,把不同的派生类对象付给它,会调用对应派生类的函数,而非基类函数。
举例:[cpp]view plaincopyprint?1.#include <iostream>ing namespace std;3.class A4.{5.public:6.virtual void show()7. {8. cout<<"A"<<endl;9. }10.};11.class B:public A12.{13.public:14.void show()15. {16. cout<<"B"<<endl;17. }18.};19.class C:public A20.{21.public:22.void show()23. {24. cout<<"C"<<endl;25. }26.};27.void main()28.{29. A*a;30. B b;31. C c;32. a=&b;33. a->show();34. a=&c;35. a->show();36. system("pause");37.}运行结果:B(换行)C(换行)--指向不同的派生类,调用不同的函数如果不加基类A中的Virtual,则输出结果:A(换行)A(换行)--基类指针,调用派生类中继承的基类成分定义虚函数,实现动态联编需要三个条件:1)必须把动态联编的行为定义为类的虚函数---定义虚函数2)类之间存在子类型关系,一般表现为一个类从另一个类公有派生而来---类之间是公有继承3)基类指针指向派生类的对象,然后使用基类指针调用虚函数注意:1、使用时,虚函数可以在基类中声明,提供界面。
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你当然不能这么做,因为val是个私有变量。内联函数的优点是不用函数调用就能隐藏数据,仅此而已。
虚函数有多态性,意味着派生的类能实现相同的函数,不同的功能。假设GetVal被声明为虚函数,并且你有第二个以不同方法实现的类 CFoo2:
class CFoo2 : public CFoo {
通常,无论是显式还是隐式内联,它只是一个提示而已,并非是必须的,就象寄存器一样。编译器完全能拒绝展开一个非虚内联函数,C++编译器常常首先会报错:“内联中断-函数太大”。如果内联函数调用自身,或者你在某处传递其地址,编译器必须产生一个正常(外联?)函数。内联函数在DEBUG BUILDS中不被展开,可设置编译选项来预防。
如果一个函数既是虚拟函数,又是内联函数,会是什么情况呢?记住,有两种方式建立内联函数,
第一种是在函数定义中使用关键字 inline,如:
inline CFoo::GetVal() { return val; }
第二种是在类的声明中编写函数体,就象前面的CFoo2::GetVal一样。所以如果将虚函数体包含在类的声明中,如:
int SetVal(int v) { return val=v; }
};
这里,如果使用下列代码:
CFoo x;
x.SetVal(17);
int y = x.GetVal();
那么编译器产生的目标代码将与下面的代码段一样:
CFoo x;
x.val = 17;
int y = x.val;
pfoo->SetVal(17);
int y = pfoo->GetVal();
...
CFoo2 x2;
pfoo = &x2;
pfoo->SetVal(17); //etc.
编译器知道pfoo第一次指向x,第二次指向x2,所以展开虚拟函数也是安全的。
你还可以编写更复杂的代码,其中,pfoo所指的对象类型总是透明的,但是大多数编译器不会做任何更多的分析。即使在前面的例子中,某些编译器将会安全运行,实例化并通过一个虚表来调用。实际上,编译器总是忽略内联需要并总是使用虚表。唯一绝对的规则是代码必须工作;也就是说,虚函数必须有多态行为。
C++如何处理内联虚函数
当一个函数是内联和虚函数时,会发生代码替换或使用虚表调用吗?
VCKBASE
为了弄清楚内联和虚函数,让我们将它们分开来考虑。通常,一个内联函数是被展开的。
class CFoo {
private:
int val;
public:
int GetVal() { return val; }
我们得出的结论是:最好不要使用内联虚函数,因为它们几乎不会被展开,即便你的函数只有一行,你最好还是将它与其它的类函数一起放在模块(cpp文件)中。当然,开发者常常将简短的虚函数放在类声明中-不是因为他们希望这个函数被展开为内联,而是因为这样做更方便和可读性更强。
通常类在头文件中声明,所以如果某个cpp包含foo.h,并且编译器决定实例化CFoo::GetVal,则在cpp文件中将它实例化成一个静态函数。如果十个模块包含foo.h,编译器产生的虚函数拷贝就有十个。实际上,可以用虚表指向不同类型的GetVal拷贝,从而是相同类型的对象只产生拷贝。一些链接器能巧妙地在链接时排除冗余,但一般你是不能指望他来保证的。
CFoo x;
x.SetVal(17);
int y = x.GetVal();
编译器知道x是CFoo,而不是CFoo2,因为这个堆对象是被显式声明的。x肯定不会是CFoo2。所以展开SetVal/GetVal内联是安全的。如果要写更多的复杂代码:
CFoo x;
CFoo* pfoo=&x;
要想知道编译器正在做什么,唯一的方法是看它产生的代码。对于微软的编译器来说,你可以用-FA编译选项产生汇编清单。你不必知道汇编程序如何做。我鼓励你完成这个实验;这对于了解机器实际所做的事情机器有益,同时你可学习许多汇编列表中的内容。
有关内联函数的东西比你第一次接触它时要复杂得多。有许多种情况强迫编译器产生正常函数:递归,获取函数地址,太大的那些函数和虚函数。但是如果编译器决定实例化你的内联函数,就要考虑把函数放在什么地方?它进入哪个模块?
class CBiblioteka oo { public:
virtual int GetVal() { return val; }
};
编译器便认为这个函数GetVal是内联的,同时也是虚拟的。那么,多态性和内联特性如何同时工作呢?
编译器遵循的第一个规则是无论发生什么事情,多态性必须起作用。如果有一个指向CFoo对象的指针,pFoo->GetVal被保证去调用正确的函数。一般情况下,这就是说函数GetVal将被实例化为非内联函数,并有vtable(虚表)入口指向它们。但这并不意味着这个函数不能被扩展!再看看下面的代码:
public:
// virtual in base class too!
virtual int CFoo2::GetVal() { return someOtherVal; }
};
如果pFoo是一个CFoo或CFoo2指针,那么,无论pFoo指向哪个类CFoo或CFoo2,成员函数pFoo->GetVal都能调用成功。