<四>虛函數 靜態綁定 動態綁定

代碼1

class Base
{
public:
	Base(int data=10):ma(data){
	   cout<<"Base()"<<endl;
        }
	void show(){cout<<"Base Show()"<<endl;}
	void show(int){cout<<"Base Show(int)"<<endl;}
	~Base(){cout<<"~Base()"<<endl;}
protected:
	int ma;
};

class Derive : public Base
{
	public:
	 Derive(int data=20):Base(data),mb(data){
	      cout<<"Derive()"<<endl;
	 }
	void show(){cout<<"Derive Show()"<<endl;}
        ~Derive(){cout<<"~Derive()"<<endl;}
	private:
        int mb;
};

int main(){

         Derive d(20);
         Base *pb=&d;
	 pb->show();   //靜態綁定(編譯期間綁定)
	 pb->show(100) //靜態綁定(編譯期間綁定)
         cout<<sizeof(Base)<<endl; // 4 位元組
	 cout<<sizeof(Derive)<<endl; // 8位元組

         cout<<typeid(pb).name()<<endl; // clas Base *
	 cout<<typeid(*pb).name()<<endl; // class Base

	 return 0;

}

代碼2

class Base
{
public:
	Base(int data=10):ma(data){
	   cout<<"Base()"<<endl;
        }
	//虛函數
	virtual void show(){cout<<"Base Show()"<<endl;}
	//虛函數
	virtual void show(int){cout<<"Base Show(int)"<<endl;}
	~Base(){cout<<"~Base()"<<endl;}

protected:
	int ma;
};

class Derive : public Base
{
	public:
	Derive(int data=20):Base(data),mb(data){
	   cout<<"Derive()"<<endl;
	}
	void show(){cout<<"Derive Show()"<<endl;}
        ~Derive(){cout<<"~Derive()"<<endl;}
	private:
        int mb;
};

int main(){

     Derive d(20);
     Base *pb=&d;
     pb->show();   //動態綁定(運行期間綁定) 
     pb->show(100) //動態綁定(運行期間綁定) )
     cout<<sizeof(Base)<<endl; // 12 位元組
     cout<<sizeof(Derive)<<endl; // 16 位元組

     cout<<typeid(pb).name()<<endl; // 
     cout<<typeid(*pb).name()<<endl; // 

     return 0;

}

//在上面的代碼中,如果一個類中定義了虛函數,編譯器會做什麼??
//1:一個類裡面定義了虛函數,那麼編譯階段,編譯器給這個類會產生一個唯一的vftable虛函數表,
//  虛函數表中主要存儲的內容就是RTTI和虛函數地址,如下圖
//2:當程式運行時,每一張(程式中的可能有很多類都有虛函數,每一個類都會對應一個虛函數表)虛函數表都會載入到記憶體的.rodata區
//  一個類裡面定義了虛函數,那麼這個類定義的對象,其運行時,在記憶體中開始部分,多存儲一個vfptr虛函數指針,指向相應
//  類型的虛函數表vftable, 一個類型定義的n個對象,指向同一張表
//3:一個類裡面虛函數的個數,不影響對象記憶體大小(vfptr)，影響的是虛函數表的大小

//4:如果派生類中的方法,和基類繼承來的某個方法,返回值,函數名,參數列表都相同,而且基類的方法是virtual虛函數
//  那麼派生類的這個方法,自動處理成虛函數

在上面代碼2中,Base 中void show()和 void show(int) 為虛函數, 在Derive 中有返回值,函數名,參數列表都
相同的 show()方法,這個時候 我叫 重寫(或覆蓋 即要返回值,函數名,參數列表 都相同),這個Derive中的void show()方法也會處理成虛函數.所以有
下圖 Derive中的show()方法地址替換掉繼承來的Base的show()函數地址 ,同時我們也可以看到Base中的 void show(int) 並沒有被覆蓋

覆蓋:基類和派生類的方法,返回值,函數名以及參數列表都相同,而且基類的方法是虛函數,那麼派生類的方法就自動處理成虛函數,他們之前成為覆蓋關係.

所以根據上圖,我們說 覆蓋 其實是指虛函數表中函數地址的覆蓋

  代碼2中的這段代碼
  Base *pb=&d;
  pb->show();   //動態綁定(運行期間綁定) 
  pb->show(100) //動態綁定(運行期間綁定) )

  pb->show() pb是Base類型,所以編譯器會去Base中查看void show()函數情況
  如果是普通函數,那麼靜態綁定(編譯期綁定),但是發現是 void show()函數是個虛函數就進行動態綁定了
  同理 pb->show(100)發現Base中的void show(int )也是個虛函數,所以執行動態綁定(運行期綁定).
  但是 這兩個函數在Derive虛函數表中的區別就是,void show()被Derive覆蓋掉了,即虛函數表中的地址被覆蓋了
  而void show(int) 為被覆蓋,所以虛函數表中的 地址仍然是Base的void show(int)的地址


  ----------------------------------------
    
  cout<<sizeof(Base)<<endl;   //  4 +8 =12 位元組 Base中又多了一個虛函數表指針
  cout<<sizeof(Derive)<<endl; //  8+8  =16 位元組 Derive 多了一個虛函數表指針

  ------------------------------------------------------
  cout<<typeid(pb).name()<<endl; // Base *

  cout<<typeid(*pb).name()<<endl; // 
  關於這句代碼typeid(*pb).name(),即列印指針指向對象的類型, 先看pb是Base類型,再看有沒有虛函數
  1:如果沒有虛函數,那麼*pb 識別的是編譯時期的類型,即 Base class
  2:如果有虛函數,那麼 *pb  識別的是運行時的類型,即RTTI類型,RTTI是存儲在虛函數表中,所以要在運行期識別
    即  pb->d(vfptr)->Derive vftable -> Class Derive