4.3 C++虛成員函數表vtable

標籤：Object Storage Service   程式   ace   一個   view   運行   類對象   通過   而在   

參考：http://www.weixueyuan.net/view/6372.html

總結：

　　在C++中通過虛成員函數表vtable實現多態，虛函數表中儲存的是類中虛函數的入口地址。

　　使用多態會降低程式運行效率，使用多態的程式會使用更多的儲存空間，儲存虛函數表等內容，而且在調用函數時需要去虛函數表中查詢函數入口地址，這會增加程式已耗用時間。

　　在設計程式時，程式設計人員可以選擇性的使用多態，對於有需要的函數使用多態，對於其它的函數則不要採用多態。

　　通常情況下，如果一個類需要作為基類，並且期望在衍生類別中修改某成員函數的功能，並且在使用類對象的時候會採用指標或引用的形式訪問該函數，則將該函式宣告為虛函數。

 

通過前兩節的介紹，想必對多態有一定的瞭解了。這一節將介紹多態是如何?的，關於如何?多態，對於程式設計人員來說即使不知道也是完全沒有關係的，但是對於加深對多態的理解具有重要意義，故而在此節中稍微闡述一下多態的實現機制。

在C++中通過虛成員函數表vtable實現多態，虛函數表中儲存的是類中虛函數的入口地址。在普通的類中是沒有虛函數表的，只有在具有虛函數的類中（無論是自身添加的虛函數還是繼承過來的虛函數）才會具有虛函數表，通常虛成員函數表的首地址將會被存入對象的最前面（在32位的作業系統中，儲存地址是用4個位元組，因此這個首地址就會佔用對象的前四個位元組的空間）。

例1：#include<iostream>using namespace std;class base{public:    virtual void v1(){ }    virtual void v2(){ }};class derived: public base{public:    virtual void v1(){ }    virtual void v2(){ }};int main(){    base b;    derived d;    base *p;    p = &b;    p->v1();    p->v2();    p = &d;    p->v1();    p->v2();    return 0;}

 

我們將兩個類定義成例1所示形式，兩個類中各有兩個虛函數v1和v2，我們將其函數入口地址找到列於下表中：

虛成員函數	函數入口地址	虛成員函數	函數入口地址
base::v1	00D15834	derived::v1	00D15844
base::v2	00D15838	derived::v2	00D15848

虛函數表裡面儲存的就是虛函數的入口地址。我們再來看主函數，在主函數中先定義了base類對象b，因為b類中有虛函數，因此存在虛函數表，而虛函數表的首地址就儲存在對象所在儲存空間的最前，具體情況可以見。當然聲明derived對象d之後，情況也跟中一樣，同樣在Object Storage Service空間中包含虛成員函數表地址。

之後定義了一個基類類型的指標p，當我們通過基類指標p調用虛函數v1或v2時，系統會先去p所指向的對象的前四個位元組中尋找到虛函數表地址，之後在記憶體中找到該虛函數表，然後在表中找到對應函數的入口地址，之後直接存取這個函數了。當p指標指向的是基類對象時，基類的虛函數表將會被訪問，基類中虛函數將會被調用。當p指標指向的是衍生類別對象，則訪問的是衍生類別的虛函數表，衍生類別的虛函數表中存的是衍生類別中的虛函數入口地址，因此調用的是衍生類別中的虛函數。

使用多態會降低程式運行效率，使用多態的程式會使用更多的儲存空間，儲存虛函數表等內容，而且在調用函數時需要去虛函數表中查詢函數入口地址，這會增加程式已耗用時間。在設計程式時，程式設計人員可以選擇性的使用多態，對於有需要的函數使用多態，對於其它的函數則不要採用多態。通常情況下，如果一個類需要作為基類，並且期望在衍生類別中修改某成員函數的功能，並且在使用類對象的時候會採用指標或引用的形式訪問該函數，則將該函式宣告為虛函數。

4.3 C++虛成員函數表vtable