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详解C++虚成员函数和动态联编

2024/3/7 20:56:19发布26次查看
推荐学习: 《c++教程》
——编译器对非虚方法使用静态联编(编译时匹配),对虚方法使用动态联编(运行时匹配)。
未使用虚方法时,指针类型在编译时已知,因此编译器在编译时,可以将成员方法关联到相应的类,这被称为静态联编;使用虚方法时,通常只有在运行程序时才能确定对象类型,所以编译器生成的代码在程序执行时将成员函数关联到相应的类,这被称为动态联编。静态联编比动态联编效率高。
虚函数的工作原理。
虚函数。
重新定义成员函数(改变函数特征标)。
重新定义重载的成员函数。
  效率
  为使程序能够在运行阶段进行决策,必须采取一些方法来跟踪基类指针或引用指向的对象类型,这增加了额外的处理开销。因此下列情况更适合静态联编:
类不会用作基类派生类不重新定义基类的任何方法  因此静态联编被设置为c++的默认选择。
  如果要在派生类中重新定义基类的方法,则将它设置为虚方法;否则设置为非虚方法。
  虚函数的工作原理
  编译器处理虚函数的方法是:给每个对象添加一个隐藏成员。隐藏成员中保存了一个指向·函数地址·数组的指针。这种数组被称为虚函数表(vtbl),表中存储了为类对象进行声明的虚函数的地址。
  派生类对象将包含一个指向独立地址表的指针(即新创建一个表)。(增加内存开销)
  调用虚函数时,程序将查看存储在对象中的vtbl地址,然后转向相应的函数地址表并在表中查找地址。(影响执行速度)
  总之,使用虚函数将在内存和执行速度上有一定的成本;即使非函数的效率比虚函数稍高,却不具备动态联编功能。
  构造函数不能是虚函数。
  析构函数应当是虚函数,除非类不用做基类。
  友元函数不能是虚函数,因为友元不是类成员,而只有成员才可以是虚函数。
  如果派生类没有重新定义函数,将使用该函数的基类版本(继承它)。如果派生类位于派生链中,则将使用最新的虚函数版本(指针或引用调用),基类版本被隐藏的情况除外。
   重新定义将隐藏基类方法:
class dwelling{public: virtual void showperks(int a) const; ...};class hovel : public dwelling{public: virtual void showperks() const; ...}
在派生类中重新定义函数(改变了参数特征标),将隐藏同名的基类方法,而不是重载基类方法。
hovel trump;trump.showperks(); // validtrump.showperks(5); // invalid
如果重新定义继承的方法,应确保与原来的原型完全相同。如果返回类型为基类引用或指针,则可以修改为指向派生类的引用或指针(返回类型协变:即允许返回类型随类类型的变化而变化)。
如果基类声明被重载了,则应在派生类中重新定义所有的基类版本;如果只定义了一个版本,则其它版本将被隐藏,派生类对象将无法使用它们。
class dwelling{public: virtual void showperks(int a) const; virtual void showperks(double x) const; virtual void showperks() const; ...};class hovel : public dwelling{ virtual void showperks(int a) const; virtual void showperks(double x) const; virtual void showperks() const; ...};
如果不需要修改,则新定义可只调用基类版本:
  void hovel::showperks()const {dwelling::showperks();}
以上就是详解c++虚成员函数和动态联编的详细内容。
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