虚函数——指针在哪里？答案

【问题标题】：Virtual functions - where's the pointer?虚函数——指针在哪里？
【发布时间】：2011-04-10 17:48:53
【问题描述】：

一个开始的例子。

class A
{
    public:
    virtual const char* GetName() { return "A"; }
};

class B: public A
{
public:
    virtual const char* GetName() { return "B"; }
};

class C: public B
{
public:
    virtual const char* GetName() { return "C"; }
};

    class D: public C
{
public:
    virtual const char* GetName() { return "D"; }
};

int main()
{
    C cClass;
    A &rBase = cClass;
    cout << "rBase is a " << rBase.GetName() << endl;

    return 0;
}

在这个特定的例子中，输出是：

rBase 是一个 C

以下是它的工作步骤：

rBase 是 A 类型的指针，因此它会转到 A 类并查找 GetName()。但是 GetName() 在那里是虚拟的，因此编译器会检查 A 和 C 之间的所有类，并从最派生的类（即 C）中获取 GetNAme() 函数

但是，我的疑问是编译器如何知道哪个是 A 类的子类，以及它如何能够从父类移动到 B 类等等？孩子知道自己是父母，但父母不知道自己是孩子（我想！）。

在我看来，正确的执行步骤应该是：

rBase 是 A 类型的指针，因此它会转到 A 类并查找 GetName()。但是 GetName() 在那里是虚拟的，因此编译器会检查指针指向的类。在这种情况下是 C 类对象，所以转到 C 类并检查它是否具有函数 GetName() 以便使用它。如果 C 类中不存在该函数（假设），编译器可以轻松地跟踪 C 的父级并检查相同的内容，这可以继续直到它返回到 A（假设除 A 之外的所有类都不包含 GetName()）。

现在，这似乎是一种更合乎逻辑的方法，因为在继承树中向后移动（从子到父）似乎比向前（从父到子）更容易实现。

问候，

【问题讨论】：

标签： c++ function inheritance virtual

【解决方案1】：

您描述的第二种算法是“正确的”，因为它会以这种方式有效地解决问题。但是，编译器使用了一个很好的技巧来快进该算法。基本上，它使用通常称为virtual method table 的查找，通常缩写为“vtable”。

基本上，具有虚拟方法的类的实例持有指向其类的虚拟方法表的指针。编译器将虚拟方法名称映射到虚拟表中的偏移量，这样调用虚拟表就不需要复杂的算法：只需进行数组查找，然后在结果地址处调用。

【讨论】：

【解决方案2】：

rBase 是类型 A 的指针，因此它会转到类 A 并查找 GetName()。但是 GetName() 在那里是虚拟的，因此编译器会检查 A 和 C 之间的所有类，并从最派生的类（即 C）中获取 GetName() 函数

不，这不是它的工作方式。编译器在生成代码以通过指向A 的指针调用virtual GetName() 时只是放置类似“调用与对象关联的虚拟表中的第7 个条目”之类的内容。在生成覆盖GetName() 的派生类时，编译器会将其GetName() 实现放在虚拟表中的此条目处。

这样父类不需要知道它的子类。孩子们有责任正确填写他们的虚拟桌子。

【讨论】：