Question

我有以下代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base 
{
public:
    virtual void WhoAmI() const;
    typedef void (Base::*WhoPtr)() const;
};

class Derived : public Base 
{
public:
    virtual void WhoAmI() const;
};

void Derived::WhoAmI() const 
{
    cout << "I am the derived" << endl;
}

void Base::WhoAmI() const 
{
    cout << "I am the base" << endl;
}

int main() 
{
    Base::WhoPtr func = &Base::WhoAmI;
    Base theBase;
    (theBase.*func)();
    Derived theDerived;
    (theDerived.*func)();
    cin.get();
    return 0;
}

让我们专注于主要：

int main() 
{
    Base::WhoPtr func = &Base::WhoAmI;
    Base theBase;
    (theBase.*func)();
    Derived theDerived;
    (theDerived.*func)();
    cin.get();
    return 0;
}

我们有一个本地变量func，其中包含Base::WhoAmI的地址。

此外，我们还有Base和Derived个对象。

在第2行，我们从基地调用指向func：(theBase.*func)()。

直到现在我才明白。

之后的2行，我们从派生的(theDerived.*func)()中调用它。

打印：I am the derived。为什么呢？

这两个WhoAmI都是virtual，这意味着呼叫依赖于pointed object，而不是类型。

指向的对象是func，属于Base。为什么打印I am the derived而不是I am the base？

Answer 1

你为什么感到惊讶你有一个指向成员函数的指针指向虚拟功能。如果你拿了地址 theDerived或对其的引用，并初始化Base*或一个Base&，你希望ptrToBase->WhoAmI()来调用它派生类中的函数。毕竟，这就是你使用的原因一个虚拟的功能开始。当你这么做时通过指向成员函数的指针调用。表达方式 &Base::WhoAmI产生一个指向（虚拟）成员函数的指针。

Answer 2

指向的对象是theDerived。您选择的方法是Base::whoAmI，请注意方法名称包含类引用（静态）但不包含对象引用（动态）。要调用的虚函数由对象的运行类型时间决定，该对象用作方法的this。

Answer 3

关于虚函数的重点是，它是一个运行时决定，根据相关对象的动态类型调用哪个版本。这与非虚函数调用非常不同，其中编译器本身根据对象的声明的类型做出决策，而不管实际运行时对象的类型是什么。

为了实现这一点，每个类都有一个虚函数表（一个vtable），它的所有实例都有一个运行时的隐式指针。现在，当您创建Base实例时，实例的vtable指针将指向Base的vtable。同样，Derived的实例将指向Derived的vtable。

在这两个vtable中，您的示例中WhoAmI()只有一个条目，Base的vtable中的指针指向Base::WhoAmI()，而Derived的vtable点中的指针指向Derived::WhoAmI()到WhoAmI()。

因此，当您调用WhoAmI()时，运行时将从对象中查找vtable，然后查找将要执行的函数的函数指针。

这就是说，从你看到的行为中可以明显看出，成员函数指针是什么：没有多于或少于vtable的偏移量！在您的情况下，此偏移很可能只是零，因为{{1}}是vtable中的第一个也是唯一的条目。当你调用成员函数指针后面的函数时，你给它一个查找vtable的对象。然后，vtable的偏移量（成员函数指针）用于加载指向执行的实际代码的指针，就像对虚函数的任何其他调用一样。

唯一的区别是，在正常的虚函数调用中，当您使用成员函数指针时，编译器将知道通过您调用的函数的名称查找函数指针的精确偏移量，该偏移量由成员函数指针在运行时提供。

多态和成员函数指针如何工作？

3 个答案: