C++ 虚成员函数和动态联编

——编译器对非虚方法使用静态联编（编译时匹配），对虚方法使用动态联编（运行时匹配）。

 

• 未使用虚方法时，指针类型在编译时已知，所以编译器在编译时，能够将成员方法关联到相应的类，这被称为静态联编；
• 使用虚方法时，一般只有在运行程序时才能肯定对象类型，因此编译器生成的代码在程序执行时将成员函数关联到相应的类，这被称为动态联编。

　　静态联编比动态联编效率高。

　　虚函数的工做原理。

　　虚函数。

　　从新定义成员函数（改变函数特征标）。

　　从新定义重载的成员函数。

 

  效率

  为使程序可以在运行阶段进行决策，必须采起一些方法来跟踪基类指针或引用指向的对象类型，这增长了额外的处理开销。所以下列状况更适合静态联编：

• 类不会用做基类
• 派生类不从新定义基类的任何方法

  所以静态联编被设置为C++的默认选择。

  若是要在派生类中从新定义基类的方法，则将它设置为虚方法；不然设置为非虚方法。

  

  虚函数的工做原理

  编译器处理虚函数的方法是：给每一个对象添加一个隐藏成员。隐藏成员中保存了一个指向·函数地址·数组的指针。这种数组被称为虚函数表（vtbl），表中存储了为类对象进行声明的虚函数的地址。

  派生类对象将包含一个指向独立地址表的指针（即新建立一个表）。（增长内存开销）

  调用虚函数时，程序将查看存储在对象中的vtbl地址，而后转向相应的函数地址表并在表中查找地址。（影响执行速度）

  总之，使用虚函数将在内存和执行速度上有必定的成本；即便非函数的效率比虚函数稍高，却不具有动态联编功能。

 

  构造函数不能是虚函数。

  析构函数应当是虚函数，除非类不用作基类。

  友元函数不能是虚函数，由于友元不是类成员，而只有成员才能够是虚函数。

 

  若是派生类没有从新定义函数，将使用该函数的基类版本（继承它）。若是派生类位于派生链中，则将使用最新的虚函数版本（指针或引用调用），基类版本被隐藏的状况除外。

   从新定义将隐藏基类方法：

class Dwelling
{
public:
    virtual void showperks(int a) const;
    ...
};
class Hovel : public Dwelling
{
public:
    virtual void showperks() const;
    ...
}

  在派生类中从新定义函数（改变了参数特征标），将隐藏同名的基类方法，而不是重载基类方法。

Hovel trump;
trump.showperks();    // valid
trump.showperks(5);    // invalid

  若是从新定义继承的方法，应确保与原来的原型彻底相同。若是返回类型为基类引用或指针，则能够修改成指向派生类的引用或指针（返回类型协变：即容许返回类型随类类型的变化而变化）。

  若是基类声明被重载了，则应在派生类中从新定义全部的基类版本；若是只定义了一个版本，则其它版本将被隐藏，派生类对象将没法使用它们。

class Dwelling
{
public:
    virtual void showperks(int a) const;
    virtual void showperks(double x) const;
    virtual void showperks() const;
    ...
};
class Hovel : public Dwelling
{
    virtual void showperks(int a) const;
    virtual void showperks(double x) const;
    virtual void showperks() const;
    ...
};

   若是不须要修改，则新定义可只调用基类版本：

  void Hovel::showperks()const {Dwelling::showperks();}  

 

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