关于虚函数的一些总结

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说到多态又可以联想到虚函数，虚函数又有很多相关问题，这次做个小总结

1 . 什么是虚函数

  • 虚函数在有多态的前提下才有的特性，现在问题是多态是什么？

    多态可以分为：

    ​ 静态多态：函数重载，根据参数不同，从而调用不同的函数（这里不做重点介绍）

    ​ 动态多态： 根据操作的对象不同，从而调用不同的函数（使用虚函数实现）

    总的来说： 同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结

​ 现在看下动态多态是怎么使用:

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class Shape {
public:
  Shape() {}
  ~Shape() {}
  virtual void area() {}
};
class Rectangle : public Shape {
public:
  int x, y;
  Rectangle(int a = 0, int b = 0) {
    x = a;
    y = b;
  }
  void area() { cout << " Rectangle area " << x * y << endl; }
};
class Round : public Shape {
public:
  int x, y;
  Round(int a = 0, int b = 0) {
    x = a;
    y = b;
  }
  void area() { cout << " Rount area " << 3.14 * y << endl; }
};
int main() {
  Shape *t;
  Round r(1, 2);
  Rectangle y(2, 3);
  t = &r;  //基类指针指向 Round 类r
  t->area(); //Rount area 6.28
  t = &y;  // 基类指针指向 Rectangle 
  t->area(); // Rectangle area 6
  system("pause");
  return 1;
}

基类用 virtual 声明了函数，用基类的指针指向不同的派生类，然后基类的指向的函数也有不同的效果

那这个的原理是怎样的呢？即虚函数如何实现的？

如果一个带有虚函数的类的大小他的大小是多大呢？
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先不说为什么空类大小为1 ，我们先说带有虚函数的类大小为4, 因为带有虚函数的类有一个指向函数数组的指针，而指针是4个字节的，指针指向的数组可以函数，那么能否直接自己直接通过指针来调用虚函数呢？ 答案是可以的

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如上图所示，用通过 base 实例化的 b地址 可以调用类中的虚函数，通过偏移值的不同，调用不同的函数 ，可以看出 实例化后的 b是有个指针指向一个指针数组 ，就该base类而言，内存布局如下：

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现在我们知道了虚函数表的如何存在的，那如何通过这个实现多态的呢？

用一个基类的指针指向派生类时候，如果派生类中有函数重载了父类的虚函数，则会替换虚函数表中对应的函数
就是说 ： 假如派生类也有函数 f(); 此时 虚表中 f()的函数地址 会被 派生类的 f() 函数替换（也称为动态联编）
与基类指针 指向 f() 时，执行的是派生类的 f()

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大致上的原理 就这样，其实还有多细节没有补充，想着通过反汇编来看下动态联编是怎么实现，后续再来吧..

一些虚函数的问题

什么函数不能声明为虚函数

  1. 构造函数

    虚表指针的初始化时在构造函数进行的，而虚函数需要放到虚表中。在调用虚函数前，必须首先知道虚表指针，所以不行

  2. 普通函数

    虚函数需要在继承多态下使用才有意义

  3. 静态函数

    静态函数可以直接调用不需要指针

  4. 内联函数

    内联函数属于静态联编，即是编译阶段就确定调用哪个函数了，虚函数是动态联

  5. 友元函数

    有元函数不支持继承