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虚函数的工作原理

日月同辉9908 2022-03-30 阅读 67
c++面试

编译器处理虚函数的方法

   给每个对象添加隐藏成员,隐藏成员保存一个指向函数地址数组的指针,该数组称为虚函数表(V-Table)。虚函数表中存储了为类对象进行声明的虚函数地址。

示例

   一个基类对象包含一个指针,该指针指向基类中所有虚函数的的地址表。派生类对象将包含一个指向独立地址表的指针。如果派生类提供虚函数的新定义,该虚函数表将保存新函数的地址;如果派生类没有重新定义虚函数,派生类对应虚函数表将保存函数原始版本的地址。如果派生类定义了新的虚函数,则则该函数地址也将被添加到派生类的虚函数表中。注意,无论类中虚函数个数多少,对象中只添加一个地址成员,只是表的大小不同而已。
在这里插入图片描述
   调用虚函数时,程序将查看存储在对象中的虚函数表的地址(即vptr的值),然后转向相应的函数地址表。如果使用类声明中定义的第一个虚函数,则程序将使用数组中的第一个函数地址,并执行具有该地址的函数,如果使用类声明中的第三个虚函数,程序将使用地址为数组中第三个元素的函数。
   总之,使用虚函数时,在内存和执行速度方面有一定的成本,包括:
   1. 每个对象都将增大,增大量为存储地址的空间;

   2. 对于每个类,编译器都创建一个虚函数地址表(数组);

   3. 对于每个函数调用,都需要执行一项额外的操作,即到表中查找地址

   虽然非虚函数的效率比虚函数稍高,但不具备动态联编功能。

参考书籍:《C++ Primer Plus 第6版 中文版》

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