C++面试题-多态的实现原理

C++面试题目

C++中多态的实现原理是什么

解决方案

关于多态,简而言之就是用父类型别的指针指向其子类的实例,然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数。对C++了解的人都应该知道多态调用是通过虚函数表(Virtual Table)来实现的。

简单地说,每一个含有虚函数(无论是其本身的,还是继承而来的)的类都至少有一个与之对应的虚函数表,其中存放着该类所有的虚函数对应的函数指针。

C++面试题-多态的实现原理

其中:

B的虚函数表中存放着B::foo和B::bar两个函数指针。

D的虚函数表中存放的既有继承自B的虚函数B::foo,又有重写(override)了基类虚函数B::bar的D::bar,还有新增的虚函数D::quz。

虚函数的调用

C++面试题-多态的实现原理

编译器只知道pb是B*类型的指针,并不知道它指向的具体对象类型 :pb可能指向的是B的对象,也可能指向的是D的对象。

但对于pb->bar(),编译时能够确定的是:此处operator->的另一个参数是B::bar(因为pb是B*类型的,编译器认为bar是B::bar),而B::bar和D::bar在各自虚函数表中的偏移位置是相等的。无论pb指向哪种类型的对象,只要能够确定被调函数在虚函数中的偏移值,待运行时,能够确定具体类型,并能找到相应vptr了,就能找出真正应该调用的函数,从而实现多态。


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