C++中的动态绑定即多态的意义和原理

你说的曾经没有我的故事 提交于 2019-12-03 22:03:34
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首先梳理一下概念:
1.什么是绑定?(What's the definition of binding?)
将函数体和函数调用关联起来,就叫绑定!

2.什么是早绑定?
早绑定是指在程序运行之前,即编译和链接是执行的绑定就是早绑定!

3.什么事迟绑定?
迟绑定就是指发生在运行时,基于不同类型的对象。对函数调用不同的函数体是发生的绑定。当一种语言要实现迟绑定是,必须有某种机制去确定对象的具体类型,然后调用适当的成员函数!

其次我们来看一个小例子:
class Animal{

public:
virtual void sleep()
{
cout<<"Animall sleep!"<<endl;
}

void breath()
{
cout<<"Animall breath!"<<endl;
}
};

class Fish:public Animal
{
public:
void sleep()
{
cout<<"Fish sleep!"<<endl;

}

void breath()
{
cout<<"Fish breath!"<<endl;
}

};
int main()
{

cout << "Hello world!" << endl;
Fish f;
Animal* a=&f;
a->breath();
a->sleep();
return 0;
}
程序运行结果:Animall breath;
Fish sleep;

我们可以看到虽然a为指向Animal的指针,但是当调用sleep是却是Fish sleep:

这其实就是多态的性质,当父类指针指向子类对象时,这是会调用子类虚表中的虚函数,

当然如果是非虚函数,则没有该类没有虚表,则只会按指针去找代码区中的函数实现。

当然父类指针就会找到父类里的函数,所有输出会是animal breath!

4.这种特性是怎么实现的呢?

首先,在C++中,虚函数用virtual关键字标示。当子类重写父类的虚函数时,在子类中自动的该函数也是虚函数!

对于带有虚函数的类,在数据区里会有其对应的一个虚函数表。而且每一个虚函数表都会有一个虚指针VTPR。如果是同一类型的对象,则虚函数指针指向同一地址。

那让我们再来看看多态的实现机制


首先父类会有一个虚函数表,子类对象也对应一个虚函数表,虚函数指针是在对象的构造函数调用时生成的。

当把一个子类对象赋值给父类指针时,由于虚函数指针只是属于对象的,所以父类指针中的虚函数指针则是子类的!

但调用虚函数时,会根据这个虚函数指针去虚函数表里寻找。所以调用的代码和对象的类型相关。


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