虛函數揭祕

虛函數揭祕

虛函數是什麼？

​ 虛函數就是在類中定義的加了關鍵字virtual的函數，我們知道在類中定義普通函數，四大函數並不會影響類的大小。

​ 那麼我們來看下在空類中定義一個虛函數會不會影響類的大小？

    #include<iostream>
    using namespace std;

    class Base{
    //	虛函數就是加了關鍵字的函數 
        virtual void func1(){
            cout<<"fun2 -----" <<endl;
        }
    };

    int main(){
        cout<< "size of base：" << sizeof(Base) << endl; 
    } 

我們可以看到上面的大小變成了8，那麼爲什麼變成8 了呢？編譯器幫我們做了什麼？

虛函數的原理

​ 對於一個類而言，在類中定義一個虛函數，那麼編譯器會幫我們生產一個虛函數指針。放到this指針指向的第一個元素位置，後面再跟類的成員。

    #include<iostream>
    using namespace std;

    class Base{
    //	虛函數就是加了關鍵字的函數 
        int a;
        virtual void func1(){
            cout<<"fun2 -----" <<endl;
        }
    };

    int main(){
        cout<< "size of base：" << sizeof(Base) << endl; 
    } 

​ 對於上面的類大小輸出爲16，虛函數指針佔8，int佔4個字節，同時對齊佔用了4個字節。

那麼如果我們在一個類中定義了多個虛函數呢？虛函數指針是一個？ 還是多個呢？

事實證明多個虛函數也只會有一個虛函數指針。那麼虛函數指針是怎麼和真實的函數產生聯繫的呢？實際上編譯器維護了一張虛函數表。虛函數表裏面存放了函數的地址，函數地址也可以稱之爲函數指針。

如下圖：

我們可以通過指針來直接調用虛函數 指針是無比強大的

    #include<iostream>
    using namespace std;

    class Base{
    //	虛函數就是加了關鍵字的函數 
        int a;
        virtual void func1(){
            cout<<"fun1 -----" <<endl;
        }

        virtual void func2(){
            cout<<"fun2 -----" <<endl;
        }
    };
    typedef void (*func_ptr)() ; 
    int main(){

        cout<< "size of base：" << sizeof(Base) << endl; 
        Base b;
        Base *ptr = &b;

        long *virtual_ptr = (long *)ptr;
        cout << "首地址： "<< virtual_ptr <<" 虛函數表地址 "<< *virtual_ptr << endl;
        long address = *virtual_ptr;

        func_ptr v1 = (func_ptr)(*(long*)address);
        func_ptr v2 = (func_ptr)(*(((long*)address)+1));

        v1();
        v2();
    } 

​ 上面代碼執行效果：

多態實現的原理