代码之家 › 专栏 › 技术社区 › Paige Ruten

C++编译器如何知道调用虚拟函数的实现?

polymorphism oop c++

Paige Ruten · 技术社区 · 18 年前

下面是一个来自 http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/polymorphism.html

// abstract base class
#include <iostream>
using namespace std;

class Polygon {
    protected:
        int width;
        int height;
    public:
        void set_values(int a, int b) { width = a; height = b; }
        virtual int area(void) =0;
};

class Rectangle: public Polygon {
    public:
        int area(void) { return width * height; }
};

class Triangle: public Polygon {
    public:
        int area(void) { return width * height / 2; }
};

int main () {
    Rectangle rect;
    Triangle trgl;
    Polygon * ppoly1 = &rect;
    Polygon * ppoly2 = &trgl;
    ppoly1->set_values (4,5);
    ppoly2->set_values (4,5);
    cout << ppoly1->area() << endl; // outputs 20
    cout << ppoly2->area() << endl; // outputs 10
    return 0;
}

我的问题是编译器如何知道ppoly1是一个矩形而ppoly2是一个三角形,以便调用正确的area()函数?它可以通过查看“Polygon*ppoly1=&rect;”线并知道rect是一个矩形来发现这一点,但这在所有情况下都不起作用,不是吗?如果你做了这样的事怎么办?

cout << ((Polygon *)0x12345678)->area() << endl;

假设你被允许访问随机的内存区域。

我想测试一下,但我不能在我现在用的电脑上。

6 回复 | 直到 18 年前

C. K. Young 18 年前

每个对象(属于至少有一个虚函数的类)都有一个指针,称为 vptr . 它指向 vtbl

这个 vtbl vptr 找到 ,然后是实际重写函数的地址。

Polygon , Rectangle 和 Triangle 每个都有一个 ,每个条目都有一个指向其相关 area ppoly1 vptr 指向 长方形 的 vtbl 和 ppoly2 三角形 vtbl

Community Mohan Dere 9 年前

Chris Jester-Young 给出了这个问题的基本答案。

Wikipedia 有更深入的治疗。

如果您想了解这类事情如何运作的全部细节(以及所有类型的继承,包括多重继承和虚拟继承),最好的资源之一是Stan Lippman的“ Inside the C++ Object Model

Rob Wells 18 年前

忽略绑定的各个方面,实际上并不是编译器决定了这一点。

我强烈推荐Scott Meyer的书《有效C++》来说明如何做到这一点。

甚至还介绍了如何忽略派生类中方法中的默认参数,以及如何仍然使用基类中的任何默认参数!那很有约束力。

Zach Snow 18 年前

回答你问题的第二部分:这个地址可能不会在正确的位置有一个v形桌,疯狂会接踵而至。而且,根据标准,它是未定义的。

Adam Pierce 18 年前

cout << ((Polygon *)0x12345678)->area() << endl;

在C++中,不应该使用像这样的旧C样式转换,应该使用 动态浇铸

Polygon *obj = dynamic_cast<Polygon *>(0x12345678)->area();
ASSERT(obj != NULL);

cout << obj->area() << endl;

如果给定指针不是有效的多边形对象,则dynamic_cast将返回NULL,因此它将被断言捕获。

Paul Sonier 18 年前

虚拟函数表。也就是说,两个多边形派生对象都有一个虚拟函数表,其中包含指向其所有(非静态)函数实现的函数指针;当您实例化一个三角形时,area()函数的虚拟函数指针指向Triangle::area()函数;实例化矩形时,area()函数指向Rectangle::area()函数。由于虚拟函数指针与内存中某个对象的数据一起存储,因此每次将该对象作为多边形引用时,都将使用该对象的相应区域()。