虚函数、静态绑定和动态绑定

news2024/11/17 10:26:46

静态绑定

class Base
{
public:
	Base(int data) :ma(data) {}
	void show() { cout << "Base::show()" << endl; }
	void show(int) { cout << "Base::show(int)" << endl; }

protected:
	int ma;
};

class Derive : public Base
{
public:
	Derive(int data = 20) : Base(data), mb(data) {}
	void show() { cout << "Derive::show()" << endl; }
private:
	int mb;
};

int main()
{
	Derive d(50);
	Base* pb = &d;
	// 都是 调用基类的成员函数
	pb->show(); // 静态绑定，编译时期类型Base
	pb->show(10);

	cout << sizeof(Base) << endl; //4
	cout << sizeof(Derive) << endl;//8

	cout << typeid(pb).name() << endl; // class Base*
	cout << typeid(*pb).name() << endl; // class Base
	return 0;
}

虚函数

一个类添加了虚函数，对这个类有什么影响？

如果类里定义了虚函数，那么编译阶段，编译器给这个类产生一个唯一的vftable虚函数表，主要存储的内容就是RTTI（Runtime Type Identification）指针和虚函数地址。程序运行时，每张虚函数表都会加载到内存的.rodata段
一个类里面定义了虚函数，那么定义该类对象时，程序运行时,内存中开始部分，多存储一个虚函数表指针（虚函数表指针放在类存储的最前面4个字节），指向相应类型的虚函数表vftable.
一个类型定义个n个对象，它们都要各自的vfptr，指向的是同一张虚函数表
虚函数表编译时生成，运行时放到只读数据段（.rodata）
一个类里虚函数个数，不影响内存大小（都只是存一个vfptr），影响的只是虚函数表大小

在这里插入图片描述

其中&RTTI下面的0表示RTTI指针在整个对象内存空间的偏移量

如果派生类中的方法，和基类继承来的方法，返回值、函数名、参数列表都相同，而且基类方法是virtual,那么派生类的这个方法，自动处理成虚函数，完成了重写（或称为覆盖）

class Derive : public Base
{
public:
    Derive(int data = 20) :Base(data), mb(data) {}
    void show() { cout << "Derive::show()" << endl; }
private:
    int mb;
};

子类对象虚函数表如下图

在这里插入图片描述

静态绑定时，汇编直接就是调用具体函数

在这里插入图片描述

如果是动态绑定，则汇编不会call具体的函数而是虚函数表中的虚函数地址,部分汇编指令

在这里插入图片描述

Derive d(50);
Base* pb = &d;
pb->show(); // 检测到函数是虚函数，动态绑定，调用Derive::show()
pb->show(10);

cout << sizeof(Base) << endl; // 8 (多了vfptr)
cout << sizeof(Derive) << endl; // 12

cout << typeid(pb).name() << endl; // class Base *
cout << typeid(*pb).name() << endl; // class