单继承中的虚函数表

我们来通过一段单继承的程序来观察一下：

class Base
{
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout << "Base::Func1()" << endl;
	}
	virtual void Func2()
	{
		cout << "Base::Func2()" << endl;
	}
	void Func3()
	{
		cout << "Base::Func3()" << endl;
	}
private:
	int _b = 1;
};
class Derive : public Base
{
public:
	void Func1()
	{
		cout << "Derive::Func1()" << endl;
	}
	virtual void Func5()
	{
		cout << "Derive::Func5()" << endl;
	}
private:
	int _d = 2;
};
void func(Base& p)
{
	p.Func1();
}

在这里插入图片描述
通过调试，我们发现在父类对象b的虚表中有两个虚函数指针，这个我们可以理解，但是子类虚表也只有两个，分别是重写的fun1，还有继承下来的fun2，那么子类的虚函数fun5去哪里了呢，先俩通过内存观察一下：
在这里插入图片描述
我们通过观察虚函数表，发现除了在调试阶段看到的两个函数以外，还有一个函数指针存储到虚函数表里边。

到这里，还有人可能说内存中看到并不代表就是我们子类中的虚函数，当然也可以通过打印虚函数表来实现：

class Base
{
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout << "Base::Func1()" << endl;
	}
	virtual void Func2()
	{
		cout << "Base::Func2()" << endl;
	}
	void Func3()
	{
		cout << "Base::Func3()" << endl;
	}
private:
	int _b = 1;
};
class Derive : public Base
{
public:
	void Func1()
	{
		cout << "Derive::Func1()" << endl;
	}
	virtual void Func5()
	{
		cout << "Derive::Func5()" << endl;
	}
private:
	int _d = 2;
};
void func(Base& p)
{
	p.Func1();
}

typedef void(*VFPTR)();

void PrintVFTable(VFPTR* table,size_t n)
{
	for (size_t i = 0; i < n; ++i)
	{
		printf("vft[%d]:%p->", i, table[i]);
		//table[i]();  
		VFPTR pf = table[i];
		pf();
	}
	cout << endl;
}
int main()
{
	Base b;
	Derive d;
	PrintVFTable((VFPTR*)*(int*)&d,3);
	PrintVFTable((VFPTR*)*(int*)&b,2);
	return 0;
}

在这里插入图片描述
打印了虚函数表之后，结果就很明了了，但是这里在打印虚函数表传参时，可能还有点问题，这里要传入的参数为(VFPTR*)*(int*)&d,这是因为对d取地址之后，代表整个类的地址，我们强转为int*类型，只看前四个字节的地址，就是虚函数表的地址，将地址解引用，得到一种整形数字，将整形数字强转为函数指针类型，就能得到函数表中的函数指针。

多继承中的虚函数表

在前边继承的章节，我们学习到了多继承，多继承就是一个子类拥有两个或者两个以上的直接父类。

class Base1 {
public:
	virtual void func1() { cout << "Base1::func1" << endl; }
	virtual void func2() { cout << "Base1::func2" << endl; }
private:
	int b1;
};
class Base2 {
public:
	virtual void func1() { cout << "Base2::func1" << endl; }
	virtual void func2() { cout << "Base2::func2" << endl; }
private:
		int b2;
};
class Derive : public Base1, public Base2 {
public:
	virtual void func1() { cout << "Derive::func1" << endl; }
	virtual void func3() { cout << "Derive::func3" << endl; }
private:
	int d1;
};

在多继承中，当父类1和父类2 都有虚表时，子类会将父类的虚表都继承下来，所以说子类中有两个虚表，通过调试来观察一下：
在这里插入图片描述

此时，又出现了和单继承同样的情况，子类中的虚函数到底有没有存在虚表中，存在哪个虚表中呢？
先来看Base2的虚函数表：
在这里插入图片描述

再来看Base1的虚函数表：
在这里插入图片描述
其实子类中的虚函数是会存在第一个虚函数表中。

动态绑定与静态绑定

静态绑定又称为前期绑定(早绑定)，在程序编译期间确定了程序的行为，也称为静态多态，
比如：函数重载。
动态绑定又称后期绑定(晚绑定)，是在程序运行期间，根据具体拿到的类型确定程序的具体
行为，调用具体的函数，也称为动态多态。

问题探究

在在观察调试时，发现了一个问题，在两个虚函数表中，子类重写的func1函数，指向同一个函数，那么为什么他们的地址不同呢？
在这里插入图片描述

int main()
{
	Derive d;
	d.b1 = 1;
	d.b2 = 2;
	d.d1 = 3;
	Base1* ptr1 = new Derive;
	Base2* ptr2= new Derive;
	ptr1->func1();
	ptr2->func1();
}

在这里插入图片描述
为了搞清楚这个问题，我们来观察汇编来解决这个问题：

第一步：观察普通调用的汇编代码

由于ptr3是普通调用，所以是直接跳转的：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

第二步：观察ptr1的汇编代码：

在这里插入图片描述

第三步:观察ptr2的汇编代码：

在这里插入图片描述

总结：

其实我们发现，在虚函数表中存的并不是函数真正的地址，只是一条跳转语句，只不过他们最后跳转的地方都是相同的函数，当然地址也是相同的。

继承和多态常见的面试问题

什么是多态？

多态就是同一操作作用于不同的对象，会产生不同的结果。

什么是重载、重写(覆盖)、重定义(隐藏)？

重载：就是函数重载，一个函数名相同，但是参数的类型不同，参数的顺序不同，参数的个数不同，这是因为函数名在修饰后是不同的。
重写：重写就是多态的一个条件，首先父类必须是虚函数，而且子类中的函数必须和父类的函数名，参数，返回值都必须相同。但是有两个特殊情况，在前边的文章中有详细介绍。
重定义：重定义就是父类和子类中的函数名相同，子类中的函数会对父类中的函数会进行隐藏，所以要访问父类中的函数，必须突破父类的类域。