一、 什么是虚函数?
C++ 虚函数表解析
C++中的虚函数的作用?
C++中的虚函数的作用主要是实现了多态的机制。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。这种技术可以让父类的指针有“多种形态”,这是一种泛型技术。所谓泛型技术,说白了就是试图使用不变的代码来实现可变的算法。比如:模板技术,RTTI技术,虚函数技术,要么是试图做到在编译时决议,要么试图做到运行时决议。
虚函数表
对C++ 了解的人都应该知道虚函数(Virtual Function)是通过一张虚函数表(Virtual Table)来实现的。简称为V-Table。在这个表中,主是要一个类的虚函数的地址表,这张表解决了继承、覆盖的问题,保证其容真实反应实际的函数。这样,在有虚函数的类的实例中这个表被分配在了这个实例的内存中,所以,当我们用父类的指针来操作一个子类的时候,这张虚函数表就显得由为重要了,它就像一个地图一样,指明了实际所应该调用的函数。
#include <iostream>
using namespace std;
class Base { private: virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; } virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; } virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; } }; typedef void(*Fun)(void); class Derive : public Base{ public: virtual void f1() { cout << "Derive::f1" << endl; } virtual void g1() { cout << "Derive::g1" << endl; } virtual void h1() { cout << "Derive::h1" << endl; } virtual void f() { cout << "Derive::f" << endl; } virtual void g() { cout << "Derive::g" << endl; } virtual void h() { cout << "Derive::h" << endl; } }; int main() { //Base b; Fun pFun = NULL; /* cout << "虚函数表地址:" << (int*)(&b) << endl; cout << "虚函数表 — 第一个函数地址:" << (int*)*(int*)(&b) << endl; // Invoke the first virtual function pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&b)); pFun(); (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+0); // Base::f() pFun(); pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+1); // Base::g() pFun(); pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+2); // Base::h() pFun(); */ /* Derive d; pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d)+0); // Derive::f1() //在没有覆盖的情况下只会访问到base f pFun(); pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d)+1); // Derive::g1() //在没有覆盖的情况下只会访问到base f pFun(); pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d)+2); // Derive::h1() //在没有覆盖的情况下只会访问到base f pFun(); */ Base *b = new Derive(); // b->f1(); // 未覆盖父类的成员函数的行为都会被编译器视为非法 //b->f(); // Derive::f() 通过父类的指针访问子类的成员函数 Derive d; pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&d)+0); //如果父类虚函数是private,依然可以访问 pFun(); return 0; }
安全性
一、通过父类型的指针访问子类自己的虚函数
未覆盖父类的成员函数的行为都会被编译器视为非法
二、访问non-public的虚函数
如果父类的虚函数是private或是protected的,但这些非public的虚函数同样会存在于虚函数表中,所以,我们同样可以使用访问虚函数表的方式来访问这些non-public的虚函数,这是很容易做到的。