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分类: 架构设计与优化

虚 函数(Virtual Function)    虚函数表(Virtual Table)vtbl                         vptr(虚函数表指针)  virtual pointer

类的虚函数表是一块连续的内存,每个内存单元中记录一个JMP指令的地址
  注意的是,编译器会为每个有虚函数的类创建一个虚函数表,该虚函数表将被该类的所有对象共享。类的每个虚成员占据虚函数表中的一行。如果类中有N个虚函数,那么其虚函数表将有N*4字节的大小。   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,主要是一个类 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 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。   编译器应该是保证虚函数表的指针存在于对象实例中最前面的位置(这是为了保证取到虚函数表的有最高的性能——如果有多层继承或是多重继承的情况下)。 这意味着可以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。
 
在方法定义时加上virtual,表示此方法是虚拟方法,可供子类覆盖,修改父类的执行 

构造函数不能用虚拟,因为用也没用,不管是在栈上构造对象,还是在堆上构造对象,也不管你以后是否使用父类的指针或引用来指向或引用这个对象,在构造的那“一瞬间”,总归要指明要构造对象的具体类型,所以,对象在构造过程中不存在运行时动态绑定的多态行为。 

例子,假如A是B的父类, 
A* p = new B(); 
则对于虚拟函数f,可以通过A类的指针p直接调用到B类的函数,这就是运行时的多态: 
p->f(); 
B类的对象却必须通过“A* p = new B();”来构造,显然不能通过“A* p = new A();”来构造一个B类对象——这是荒唐的,这只能构造一个A类的对象。所以构造函数虚拟无意义。 
但析构函数就不同了,p明明是个A类的指针,如果析构函数不是虚拟的,那么,你后面就必须这样才能安全的删除这个指针: 
delete (B*)p; 

但如果构造函数是虚拟的,就可以在运行时动态绑定到B类的析构函数,直接: 
delete p; 
就可以了。这就是虚析构函数的作用。而事实上,在运行时,你并不是总是能知道p所指对象的实际类型从而进行强制转换,所以,C++语言既然要支持多态,也就必须支持虚拟析构。 

编 译器总是根据类型来调用类成员函数。但是一个派生类的指针可以安全地转化为一个基类的指针。这样删除一个基类的指针的时候,C++不管这个指针指向一个基 类对象还是一个派生类的对象,调用的都是基类的析构函数而不是派生类的。如果你依赖于派生类的析构函数的代码来释放资源,而没有重载析构函数,那么会有资 源泄漏。 

所以建议的方式是将析构函数声明为虚函数。如果你使用MFC,并且以CObject或其派生类为基类,那么MFC已经为你做了 这件事情;CObject的析构函数是虚函数。一个函数一旦声明为虚函数,那么不管你是否加上virtual 修饰符,它在所有派生类中都成为虚函数。但 是由于理解明确起见,建议的方式还是加上virtual 修饰符。 

C++不把虚析构函数直接作为默认值的原因是虚函数表的开销以及和C 语言的类型的兼容性。有虚函数的对象总是在开始的位置包含一个隐含的虚函数表指针成员。如果是对于MFC类CPoint和CSize这样的小型类,增加一 个指针就增加了很多内存占用,而且使得其内存表示和基类POINT和SIZE不一致。如果两个类的内存表示一致,那么这样你可以安全地把一个类的指针或数 组当作另一个类的指针或数组使用。 

通过基类的指针去删除派生类的对象,而基类又没有虚析构函数时,结果将是不可确定的。这意味着编译器 生成的代码将会做任何它喜欢的事:重新格式化你的硬盘,给你的老板发电子邮件,把你的程序源代码传真给你的对手,无论什么事都可能发生。(实际运行时经常 发生的是,派生类的析构函数永远不会被调用。 

实现虚函数需要对象附带一些额外信息,以使对象在运行时可以确定该调用哪个虚函数。对大多 数编译器来说,这个额外信息的具体形式是一个称为vptr(虚函数表指针)的指针。vptr指向的是一个称为vtbl(虚函数表)的函数指针数组。每个有 虚函数的类都附带有一个vtbl。当对一个对象的某个虚函数进行请求调用时,实际被调用的函数是根据指向vtbl的vptr在vtbl里找到相应的函数指 针来确定的。 

虚函数实现的细节不重要,但基类中最好成绩要有.此时就有基本的一条是,无故的声明虚析构函数和永远不去声明一样是错误的。实际上,很多人这样总结:当且仅当类里包含至少一个虚函数的时候才去声明虚析构函数。
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