虚函数在 C# 和 Java 中如何工作？

Question

虚函数在 C# 和 Java 中是如何工作的？

它是使用类似于 C++ 的相同 vtable 和 vpointer 概念还是完全不同的东西？

Answer 1

虚拟函数在 Java 中是如何工作的？

编码面试官喜欢这个问题。是的。虽然 Java 没有 virtual 关键字，但 Java 有虚函数，你可以编写它们。

在面向对象编程中，virtual function 或虚拟方法是一种函数或方法，其行为可以在继承类中被具有相同签名的函数覆盖。这个概念是面向对象编程 (OOP) 的多态部分的一个非常重要的部分。

就这样的特定语言提出架构问题需要良好的沟通技巧和深入掌握 Java 编译器的基本原理，特别是接口、抽象类以及继承的工作原理。

引导面试官了解虚拟功能的具体示例。

是的，您可以使用接口在 Java 中编写虚函数。

Java interface methods 都是“纯虚拟的”，因为它们被设计为被覆盖。例如：

interface Bicycle {         //the function applyBrakes() is virtual because
    void applyBrakes();     //functions in interfaces are designed to be 
}                           //overridden.

class ACMEBicycle implements Bicycle {
    public void applyBrakes(){               //Here we implementing applyBrakes()
       System.out.println("Brakes applied"); //function, proving it is virtual.
    }
}

是的，您可以使用抽象类在 Java 中编写虚函数。

Java Abstract classes 包含隐含的“虚拟”方法，由扩展它的类实现。例如：

abstract class Dog {                   
    final void bark() {               //bark() is not virtual because it is 
        System.out.println("woof");   //final and if you tried to override it
    }                                 //you would get a compile time error.

    abstract void jump();             //jump() is a virtual function because it
}                                     //is part of an abstract class and isn't
                                      //final.  
class MyDog extends Dog{
    void jump(){
        System.out.println("boing");    //here jump() is being overridden, a 
    }                                   //demonstration that it is virtual.
}
public class Runner {
    public static void main(String[] args) {
        MyDog myDog = new MyDog();       //instantiating myDog
        myDog.jump();                    //calling the overridden function jump()
    }
}

你可以强制一个函数在泛型类中不是虚拟的，方法是把它设为final

例如：

class myJavaFoobarClass {

    final boolean giveMeTrueFunction()   //this Java function is NOT virtual
    {                                    //because final keyword prevents this
        return true;                     //function from being modified in a
    }                                    //subclass.

    boolean isItRainingFunction()   //this Java function IS virtual because
    {                               //without the final keyword, the function
        return false;               //can be overridden in a subclass.
    }
}

Answer 2

至少在 Java 中没有 virtual 关键字。

它只是解析为您调用的任何方法的派生版本...

class A{
void sayhi(){ System.out.println("A");}
}
class B extends A{
void sayhi(){ System.out.println("B");}
}

A a = new B();
a.sayhi();

将打印“B”。

您可以通过声明类 Abstract 并保留已声明但未实现的纯虚拟方法来创建“纯虚拟”方法。或者通过使用接口/实现而不是类/扩展。接口基本上是一个类，其中所有方法都是纯虚拟的。这有一个额外的好处是一个类可以实现多个接口，因为与 C++ 不同，Java 类只能直接继承另一个类。

编辑：

---

针对您的评论，Naveen：

如果你说 A a = new A(); a.sayhi();它会打印“A”。

java 术语是动态的。您可以将其视为虚拟的，但这可能会使一些 Java 开发人员感到困惑。至少那些不懂 C++ 的人。在 Java 中没有显式指针，所以我们不需要担心虚拟/非虚拟。没有 VTable，您只需回溯类及其祖先，直到找到所需方法的实现。只有单一继承，所以你不必担心构造函数的顺序（它总是自下而上）。

在 C++ 中，如果你有虚拟方法并执行类似的操作，你会得到不同的行为

a->sayhi();

a 是 A* 指向 B 的一个实例而不是

a.sayhi();

其中a是A类型的对象，持有B类型的对象

Answer 3

Java 中的虚函数完全不同。在 Java 中，虚函数是指可以在其子类中覆盖的函数。所以Java的所有非静态方法都是虚函数。只有 final 和 private 函数没有被继承，所以它们不是虚函数。

所以我们可以说Java中所有非final和private的非静态函数都是虚函数。

Answer 4

所有支持多态的语言都使用 vtable 来解析对正确函数的方法调用。 Java 和 .NET 也是如此。

它们都编译为某种中间语言（.NET 的 IL 和 java 的字节码），但 vtable 在这种中间语言中不可见。底层引擎（CLR for .NET）支持它

Answer 5

我确信 Java 不使用 vtables，因为它能够支持二进制兼容性。

澄清：vtable 是在编译派生/子类时构建的。如果基类/超类布局发生变化，则需要重新编译 d/s 的 vtable。在 Java 中，情况并非如此。您可以更改 b/s 而无需重新编译 d/s。

嗯。 vtable 可能是在运行时构建的。加载类时。在这种情况下，Java 和 C++ 将相同但不同。

Answer 6

纯虚函数在 C++ 中。 C# 使用接口来达到同样的目的，所以我建议你走这条路。