C++多态虚函数的底层原理是什么(C++,开发技术)

这篇“C++多态虚函数的底层原理是什么”文章的知识点大部分人都不太理解，所以小编给大家总结了以下内容，内容详细，步骤清晰，具有一定的借鉴价值，希望大家阅读完这篇文章能有所收获，下面我们一起来看看这篇“C++多态虚函数的底层原理是什么”文章吧。

1多态的基本概念

1.1 什么是多态?

• 多态是在不同继承关系的类对象，去调用同一函数，产生了不同的行为，通常是父类调用子类的重写函数，在C++中就是 父类指针指向子类对象，此时父类指针的向下引用就可以实现多态

比如看下面的代码：

classAnimal{public://虚函数virtualvoidspeak(){cout<<"动物在说话"<<endl;}virtualvoideat(inta){cout<<"动物在吃饭"<<endl;}};classCat:publicAnimal{public:voidspeak(){cout<<"小猫在说话"<<endl;}voideat(inta){cout<<"小猫在吃饭"<<endl;}};classDog:publicAnimal{public:voidspeak(){cout<<"小狗在说话"<<endl;}};

这两个类实现集成关系，简单来说就是 Animal是父类，Cat是子类，通过父类引用调用子类函数，这就是多态（字面意思就是一个对象多个状态）,这样就 符合** 高内聚低耦合** 的设计原则，更容易 后期维护与修改

1.2 怎么实现多态

说了这么多，那么多态到底怎么实现呢？

• 想必上面代码中也已经透露出了一些信息，并且十分关键。没错，就是virtual，字面意思是 虚拟的，而也的确如此，这个关键字修饰的 函数，叫做虚函数，拥有虚函数的 类，被称为抽象类（虚类），virtual是实现多态的必要不充分条件

• 同时 ，子类要重写父类的虚函数，什么叫重写？就是函数类型，函数名，参数列表完全相同。

• 并且父类指针还要指向子类对象，

正如下所示：

voiddoSpeak(Animal&animal)//Animal&animal=cat;{animal.speak();}voidtest01(){Catcat;doSpeak(cat);Dogdog;doSpeak(dog);}

如此方能满足实现多态的三个条件：

• 注：如果没有多态，那么父类指向子类时就无法调用子类函数，也就是此时该函数地址早就绑定好了，只能是animal说话，属于静态联编(静态)；如果想调用小猫说话，这个时候函数的地址就不能早就绑定好，而是在运行阶段再去绑定函数地址，属于地址晚绑定，叫动态联编，(动态)多态的实现就是依靠动态联编。

2 虚函数的底层原理

那么虚函数到底是怎么工作的呢?

voidtest02(){Animal*animal=newCat;((void(*)())(*(int*)*(int*)animal))();typedefvoid(__stdcall*FUNPOINT)(int);(FUNPOINT(*((int*)*(int*)animal+1)))(10);}

Animal*animal=newCat;

就是animal->speak();

((void(*)())(*(int*)*(int*)animal))();

这里*(int *)animal解引用到虚函数表中,先将animal类型的指针强转为int *，然后解引用得到int类型的值放到虚函数表中，然后偏移相应位置指向speak()

((void(*)())(*(int*)*(int*)animal))();

调用猫说话,因为C/C++默认调用惯例__cdecl,而用下列调用时 是__stdcall

typedefvoid(__stdcall*FUNPOINT)(int);(FUNPOINT(*((int*)*(int*)animal+1)))(10);

以上就是关于“C++多态虚函数的底层原理是什么”这篇文章的内容，相信大家都有了一定的了解，希望小编分享的内容对大家有帮助，若想了解更多相关的知识内容，请关注亿速云行业资讯频道。