Question

我对虚函数有一些疑问，或者我们可以说运行时多态性。根据我的说法，我假设它的工作方式如下，

将为每个至少具有一个虚拟成员函数的类创建虚拟表（V-Table）。我相信这是静态表，因此它是为每个类创建的，而不是为每个对象创建的。如果我在这里错了，请在此纠正我。
此V-Table具有虚拟功能的地址。如果该类有4个虚函数，那么该表有4个条目指向相应的4个函数。
编译器会添加一个虚拟指针（V-Ptr）作为该类的隐藏成员。该虚拟指针将指向虚拟表中的起始地址。

假设我有这样的程序，

class Base
{
    virtual void F1();
    virtual void F2();
    virtual void F3();
    virtual void F4();
}
class Der1 : public Base  //Overrides only first 2 functions of Base class
{
    void F1(); //Overrides Base::F1()
    void F2(); //Overrides Base::F2()
}
class Der2 : public Base  //Overrides remaining functions of Base class
{
    void F3(); //Overrides Base::F3()
    void F4(); //Overrides Base::F4()
}
int main()
{
    Base* p1 = new Der1; //Believe Vtable will populated in compile time itself
    Base* p2 = new Der2;
    p1->F1(); //how does it call Der1::F1()
    p2->F3(); //how does it call Base::F3();
}

如果V-Table在编译时填充，为什么称它为Run Time Polymorphism？请使用上面的例子解释我有多少vtable和vptr以及它是如何工作的。据我说，3个Vtables将用于Base，Der1和Der2类。在Der1 Vtable中，它具有自己的F1（）和F2（）地址，而对于F3（）和F4（），地址将指向Base类。此外，还将在Base，Der1和Der2类中添加3个Vptr作为隐藏成员。如果在编译时确定所有内容，那么在运行时会发生什么？如果我在概念上错了，请纠正我。

Answer 1

显然是实现定义，但大多数实现非常相似，或多或少沿着你描述的路线。

这是正确的。
vtables不仅包含指向函数的指针。通常有一个条目指向RTTI信息，和通常一些有关如何修复此指针的信息调用函数时（虽然这也可以使用蹦床）。在虚拟基地的情况下，也可能存在虚拟基地的偏移量。
这也是正确的。注意在施工期间销毁时，编译器会将vptr更改为动态对象的类型更改，并且在多个的情况下更改继承（有或没有虚拟基础），会有更多不止一个vptr。（vptr处于固定偏移处尊重该类的基地址，并且在该情况下多重继承，并非所有类都可以具有相同的基础地址）。

关于你的最后评论：vtable是在编译时填充的时间，是静止的。但是vptr是在运行时设置的，根据动态类型，函数调用使用它找到vtable并发出电话。

在你的（非常简单的）例子中，有三个vtable，一个用于每节课。因为只涉及简单的继承每个实例只有一个vptr，在Base和Base之间共享派生类。 Base::f1的vtable将包含四个插槽，指向Base::f2，Base::f3，Base::f4和Der1。 Der1::f1的vtable也将包含四个指向的插槽 Der1::f2，Base::f3，Base::f4和Der2。 vtable 对于Base::f1，我会指向Base::f2，Der2::f3，Der2::f4和 Base。 Base的构造函数将vptr设置为 Base的表格;派生类的构造函数将首先调用基类的构造函数，然后设置vptr 到与其类型相对应的vtable。（在实践中，在这样的简单的情况下，编译器可能能够确定 vptr从未在void f(Base* p) { p->f1(); }的构造函数中使用，等等跳过设置它。在更复杂的情况下，编译器所在的位置无法看到基类构造函数的所有行为，但事实并非如此。）

至于为什么它被称为运行时多态，请考虑功能：

实际调用的函数将有所不同，具体取决于是Der1指向Der2还是{{1}}。换句话说，它将在运行时确定。

Answer 2

C ++标准没有规定必须如何实现虚函数调用，但这是一个普遍接受的方法的简化示例。

从高层来看，v-table看起来像这样：

<强>基：

Index |  Function Address
------|------------------
    0 |  Base::F1
    1 |  Base::F2
    2 |  Base::F3
    3 |  Base::F4

<强> Der1 ：

Index |  Function Address
------|------------------
    0 |  Der1::F1
    1 |  Der1::F2
    2 |  Base::F3
    3 |  Base::F4

<强> DER2 ：

Index |  Function Address
------|------------------
    0 |  Base::F1
    1 |  Base::F2
    2 |  Der2::F3
    3 |  Der2::F4

当您创建p1和p2时，他们会得到一个指针，分别指向Der1的vtable和Der2的vtable

对p1->F1的调用基本上意味着＆＃34;在p1的虚拟表＆＃34;上调用函数0。 vptr[0]为Der1::F1，因此会被调用。

它被称为运行时多态，因为将在运行时确定将为特定对象调用的函数（通过在对象的vtable中查找）。

Answer 3

它是实现定义的。使用C ++进行编程时，唯一值得关注的是，如果声明方法virtual，则指针或引用后面的对象的运行时内容将决定将调用哪些代码。

也许你应该read about that topic first。 Here是C ++特有的东西。

Answer 4

我不打算通过四个虚函数和三个派生类型。可以这么说：对于最终的基类，vtable具有指向所有虚函数的基类的版本的指针。对于派生类，vtable具有指向所有派生类的虚函数的指针;当派生类重写基类函数时，该函数的函数指针指向该虚函数的派生类'版本;当派生类继承虚函数时，函数指针指向继承的函数。

C ++虚拟呼叫实施需要澄清

4 个答案: