編譯器眼中的虛函數

先看一段代碼：

#include <iostream.h>
class A
{
public:
 virtual void Display(){cout<<"class A::Display()"<<endl;}
};

class B:public A
{ public:  
virtual void Test(){cout<<"class B::Test()"<<endl;}  
void Display(){cout<<"class B::Display()"<<endl;}
};

void main()
{
 A *a;  
B b;  
a=&b;
 a->Test();//出錯
 a->Display();
}

這段代碼在編譯時就出錯了，提示： 'Test': is not a member of 'A'。a是指向B類對象的一個指針啊，按理說可以調用其虛函數Test()。我們要注意，這個程序在編譯時就出錯了！讓我們站在編譯器的角度來看這個問題：

對於編譯器而言，指針a與A類對象只有一個區別：調用成員的方式不同，前者是通過“->”，後者是通過“.”

當編譯到a->Test();時，編譯器發現：唉，不對啊，A類沒有這個函數啊。因此就報錯了。下面我們對程序進行小小的修改：

#include <iostream.h>
class A
{
public:  
void Test(){cout<<"class A::Test()"<<endl;}
 virtual void Display(){cout<<"class A::Display()"<<endl;}
};

class B:public A
{
public:
 virtual void Test(){cout<<"class B::Test()"<<endl;}  
void Display(){cout<<"class B::Display()"<<endl;}
};

void main()
{  
A *a;  
B b;  
a=&b;  
a->Test();  
a->Display();
}

編譯通過，運行結果：
class A::Test()
class B::Display()

我們再站在編譯器的角度分析一下：
1.當編譯到a->Test();時，編譯器發現：恩，A類有這個函數，並且不是虛函數，將此處和class A::Test()靜態綁定之；
2.當編譯到a->Display();時，編譯器發現：恩，A類有這個函數，等等！好小子，你竟然是個虛函數，那我得通過存儲在對象中的指向虛函數表的的指針vptr調用你。所以編譯器把a->Display();翻譯爲：a->vptr->Display();在編譯階段，編譯器不知道vptr指針指向的地址，因爲此時程序還沒運行，對象還沒有構造出來；只有在程序運行時，b對象被構造出來了，b中才含有vptr。這就是傳說中的神祕的動態綁定！！！

再來看看，虛函數最常見的一種用法，這種用法也是在MFC中經常出現的，如果你有《深入淺出MFC》(第二版)這本書，請翻到147頁，Command Routing將虛函數的作用發揮到了極致！如果沒有，請看下面的代碼：
#include <iostream.h>
class A
{
public:  
void Func(){Display();}
 virtual void Display(){cout<<"class A::Display()"<<endl;}
};

class B:public A
{
public: 
 void Display(){cout<<"class B::Display()"<<endl;}
};

void main()
{  
B b;   
b.Func();
}
編譯通過，運行結果：
class B::Display()

看看編譯器又變了什麼魔術，當編譯器編譯到void Func(){Display();}時，發現Display()是虛函數，所以翻譯爲：void Func(){this->vptr->Display();}，又是動態綁定！因爲在編譯階段，編譯器並不知道this指向誰，只有在運行時才知道原來指向的是b對象。

對於虛函數表的說明：虛函數表的內容是依據類中的虛函數聲明次序，一一填入函數指針。派生類會繼承基類的虛函數表，當我們在派生類中改寫虛函數時，虛函數表就受到了影響：表中元素所指的函數地址將不再是基類的函數地址，而是派生類的函數地址。