C++继承机制
從語言和概念的角度來說,子類繼承父類是繼承了所有protected和public非static成員(static成員是共享而不是繼承),而成員包括函數和數據。所以從概念上來說,成員函數和成員變量都被繼承了。
從實現上來說,實現要在外顯上不違反概念,在內部可以非常隨意。所有的實現子類繼承父類成員函數只是子類共享了父類的函數,沒有兩份拷貝。編譯器知道父類的某成員函數的地址,那么在子類調用父類的該方法時,編譯器只要產生
call 函數地址 的代碼就可以調用父類的方法,完全沒有必要保留兩份拷貝。
換句話來說,非虛方法的調用在編譯時就已經確定了,編譯器掌握一切信息。編譯器選擇最高效的實現(只保留一份函數拷貝)來符合C++語言概念。從邏輯上認為子類繼承了父類的方法。對虛函數,如果是在子類對象上用.操作符調用虛函數,那么編譯器可以確定函數地址,此時不需要使用虛函數調用機制。只有在基類指針上用->操作符調用虛函數時,才會使用虛函數調用機制。此時編譯器不知道基類指針指向具體什么類型的對象,所以它不知道到底調用哪個函數,它產生類似如下代碼:
call [vftable + functionoffset]
也就是通過虛函數表中對應函數偏移來調用,虛函數表的布局是編譯器已知的。當具體某個對象構造時,他們初始化虛表使得其中指針都指向自己的虛函數。這樣就通過這個實現來滿足了C++的虛函數概念。舉個例子:
class base {private:int member1;protected:int member2;public:int fun();virtual int virtualfun();
};class derive : public base {public:int member;public:virtual int virtualfun();
};在代碼中使用:derive test;
(以微軟c/c++編譯器為例)那么test在內存中可能是如下布局:
110000 vftable----------->112000
110004 base::member1
110008 base::member2
11000c derive::member
----------------------------
112000 (vftable[0])derive::virtualfun------>410000
----------------------------
410000 int derive::virtualfun(){ ... }
410500 int base::virtualfun(){ ... }
411000 int base::fun(){ ... }
總結
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