C++反汇编——多态，面试题01

news2024/10/6 13:02:00

文章目录

1.C++的三大特性
- 1.1封装
- 1.2继承
- 1.3多态
- - 1.3.1 虚函数
  - 1.3.2 多态代码+反汇编分析。
  - - 反汇编分析1——基类指针指向子类对象，构造过程。
    - 反汇编分析2——基类指针指向子类对象，调用虚函数getPrice()过程。
    - 反汇编分析3——基类对象，调用虚函数getPrice()过程。
    - 反汇编分析4——基类指针指向子类对象，析构过程。
    - 反汇编分析5——基类指针指向子类对象，析构过程，基类析构函数不是虚函数时。
  - 1.3.3 静态多态vs动态多态

1.C++的三大特性

1.1封装

将对象的属性和方法封装起来。为了模块化，便于使用者操作，同时可以隔离外部使用者对内部数据的干扰，提高了安全性。

类成员的三种属性：
private：本类使用。设置get和set方法，因为通过接口来访问和修改数据是可控的，相对安全。
protected：本类和子类使用。
public：公开的，都可以访问。

1.2继承

允许通过继承原有类的某些特性或全部特性而产生新的类，原有的类称为基类（父类），产生的类称为派生类（子类）。为了扩展和重用，减少重复代码。

1.3多态

发生在继承关系中，不同的对象，对于相同的方法有不同的操作逻辑。为了接口重用，提高代码的可复用性、可维护性和可扩充性。

多态的实现机制为虚函数。

1.3.1 虚函数

关键字：virtual

作用：允许在子类中重新定义与基类同名的函数，并且可以通过基类指针或引用来访问基类和子类的同名函数。

最常见的用法：声明基类的指针，利用该指针指向任意一个子类对象，调用相应的虚函数，可以根据指向的子类的不同而实现不同的方法。

实现原理：虚表+虚表指针。
在这里插入图片描述
当类存在虚函数时，编译器会为类创建一个虚表，虚表是一个数组，数组的元素存放的是虚函数地址。同时为每个类对象添加一个隐藏数据成员，即虚表指针，它被定义在对象首地址处。
【注意】 虚表只有一份，而有多少个对象，就有多少个虚表指针。

1.3.2 多态代码+反汇编分析。

1.定义了一个基类，图形类Shape，数据成员分别为价格price和面积area，两个虚成员函数分别为获取图形描述getDescription()和获取图形价格getPrice()，虚析构函数；
2.定义了一个子类，圆形类Circle，继承Shape，数据成员为半径radius，重写父类方法getDescription()和getPrice()；
3.定义了一个子类，矩形类Rectangle，继承Shape，数据成员分别为长度length和宽度width，重写父类方法getDescription()和getPrice()；
4.main()里，基类指针s1指向Circle类对象，基类指针s2指向Rectangle类对象，基类对象s3。

// ConsoleApplication5.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <stdlib.h>
#include <crtdbg.h>
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Shape 
{
protected:
    double price;
    double area;

public:
    Shape() :price(100),area(0) {}
    virtual ~Shape() { printf("%s\n", "Delete shape"); }

    virtual void getDescription() { printf("%s\n", "Base shape");}
    virtual void getPrice() { printf("%s%f\n", "Shape price ",price); }
};

class Circle : public Shape 
{
private:
    double radius; 

public:
    Circle(double r) : radius(r) { area = 3.14 * radius * radius; price = 100 + area * 6; }
    ~Circle() { printf("%s%f\n", "Delete circle with radius ",radius); }

    void getDescription() { printf("%s%f\n", "Circle with radius ",radius);}
    void getPrice(){ printf("%s%f%s%f\n", "Circle with area ", area," price ",price); }
};

class Rectangle : public Shape {
private:
    double length;
    double width;  

public:
    Rectangle(double l, double w) : length(l), width(w) { area = length * width; price = 100 + area * 6; }
    ~Rectangle() { printf("%s%f%s%f\n", "Delete rectangle with length ", length," and width ",width); }

    void getDescription() { printf("%s%f%s%f\n","Rectangle with length ", length, " and width ", width);}
    void getPrice() { printf("%s%f%s%f\n", "Rectangle with area ", area, " price ", price); }
};

int main() {
   
    Shape* s1 = new Circle(5.0);
    Shape* s2 = new Rectangle(4.0, 6.0);
    s1->getPrice();
    s2->getPrice();

    Shape s3;
    s3.getPrice();
    s3.getDescription();

    delete s1;
    delete s2;

    _CrtDumpMemoryLeaks();
    return 0;
}

程序执行结果，如下图。
在这里插入图片描述

反汇编分析1——基类指针指向子类对象，构造过程。

1.调用子类构造函数（Rectangle），如下图。
在这里插入图片描述

2.调用父类构造函数（Shape），如下图。
看寄存器eax，对象s2地址0x014E5AB8；
虚表指针0x00DC9E10；
length地址eax+18h，0x0014E5AD0；
width地址eax+20h，0x0014E5AD8；
在这里插入图片描述
area=length * width，area地址eax+10h，0x0014E5AC8。
price=100 + area * 6，price地址eax+8h，0x0014E5AC0，如下图。
请添加图片描述
基类数据成员声明顺序price、area。
子类数据成员声明顺序length、width，如下图。