C++中虚函数的实现机制详解
2023-06-23 21:58:24
深夜i
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C++
虚函数
实现机制
C++中虚函数是一种非常重要的特性，它为多态性提供了支持，并且可以大大提高程序的灵活性。虚函数的实现机制也是理解面向对象编程的重要一环，本文将详细解释C++中虚函数的实现机制。
在C++中，虚函数是通过虚表来实现的。每个含有虚函数的类都会有一个虚表，其中存储了该类的所有虚函数的地址。当创建一个对象时，该对象将会含有一个指向虚表的指针，该指针指向该对象所属类的虚表。
当一个虚函数被调用时，实际上是通过这个指针来查找虚表中对应的虚函数地址，并调用该函数。由于每个对象的虚表指针都指向该对象所属类的虚表，因此即使使用基类指针调用子类的虚函数，也会调用到正确的实现。
值得注意的是，当一个类继承另一个带有虚函数的类时，子类会包含继承来的虚表指针，并且会在自己的虚表中增加父类的虚函数。子类覆盖父类的虚函数时，会将自己的虚函数地址放入子类的虚表中，从而实现了函数重写。如果一个类继承多个类，则会有多个虚表指针，每个指针指向对应的虚表。
虚函数机制之所以能实现多态性，是因为在运行时才知道调用的是哪个类的虚函数，而不是在编译时就确定了调用哪个函数。这样就能够实现基类指针指向子类对象时，调用对应的子类虚函数的功能。
总的来说，虚函数是C++中一种非常强大的特性，能够实现多态性以及灵活的编程。其实现机制是通过虚表来实现，每个含有虚函数的类都会有一个虚表，其中存储了该类的所有虚函数的地址，对象通过指向自己所属类的虚表的指针来调用虚函数。虚函数机制实现多态性的原因是在运行时才知道调用的是哪个类的虚函数，为开发人员带来了很多编程便利。
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