C++中的虛成員函數和動態聯編是什么

C++中的虛成員函數和動態聯編是什么？很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。

虛成員函數：

虛函數允許派生類取代基類所提供的實現。編譯器確保當對象為派生類時，取代者（譯注：即派生類的實現）總是被調用，即使對象是使用基類指針訪問而不是派生類的指針。這樣就允許基類的算法被派生類取代，即使用戶不知道派生類的細節。

派生類可以完全地取代基類成員函數（覆蓋(override)），也可以部分地取代基類成員函數（增大(augment)）。如果愿意的話，后者由派生類成員函數調用基類成員函數來完成。
在構造函數訪問順序中，一般來說是先訪問父類的構造函數再訪問子類的構造函數，析構函數則是先訪問子類的析構函數，再訪問父類的析構函數。

動態聯編：

編譯程序在編譯階段并不能確切知道將要調用的函數，只有在程序運行時才能確定將要調用的函數，為此要確切知道該調用的函數，要求聯編工作要在程序運行時進行，這種在程序運行時進行聯編工作被稱為動態聯編。動態聯編又稱動態關聯。

編譯器對非虛方法使用靜態聯編（編譯時匹配），對虛方法使用動態聯編（運行時匹配）。

• 未使用虛方法時，指針類型在編譯時已知，因此編譯器在編譯時，可以將成員方法關聯到相應的類，這被稱為靜態聯編；
• 使用虛方法時，通常只有在運行程序時才能確定對象類型，所以編譯器生成的代碼在程序執行時將成員函數關聯到相應的類，這被稱為動態聯編。

　　靜態聯編比動態聯編效率高。

　　虛函數的工作原理。

　　虛函數。

　　重新定義成員函數（改變函數特征標）。

　　重新定義重載的成員函數。

 效率

 為使程序能夠在運行階段進行決策，必須采取一些方法來跟蹤基類指針或引用指向的對象類型，這增加了額外的處理開銷。因此下列情況更適合靜態聯編：

• 類不會用作基類
• 派生類不重新定義基類的任何方法

 因此靜態聯編被設置為C++的默認選擇。

 如果要在派生類中重新定義基類的方法，則將它設置為虛方法；否則設置為非虛方法。

 虛函數的工作原理

 編譯器處理虛函數的方法是：給每個對象添加一個隱藏成員。隱藏成員中保存了一個指向·函數地址·數組的指針。這種數組被稱為虛函數表（vtbl），表中存儲了為類對象進行聲明的虛函數的地址。

 派生類對象將包含一個指向獨立地址表的指針（即新創建一個表）。（增加內存開銷）

 調用虛函數時，程序將查看存儲在對象中的vtbl地址，然后轉向相應的函數地址表并在表中查找地址。（影響執行速度）

 總之，使用虛函數將在內存和執行速度上有一定的成本；即使非函數的效率比虛函數稍高，卻不具備動態聯編功能。

 構造函數不能是虛函數。

 析構函數應當是虛函數，除非類不用做基類。

 友元函數不能是虛函數，因為友元不是類成員，而只有成員才可以是虛函數。

 如果派生類沒有重新定義函數，將使用該函數的基類版本（繼承它）。如果派生類位于派生鏈中，則將使用最新的虛函數版本（指針或引用調用），基類版本被隱藏的情況除外。

重新定義將隱藏基類方法：

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

 在派生類中重新定義函數（改變了參數特征標），將隱藏同名的基類方法，而不是重載基類方法。

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

 如果重新定義繼承的方法，應確保與原來的原型完全相同。如果返回類型為基類引用或指針，則可以修改為指向派生類的引用或指針（返回類型協變：即允許返回類型隨類類型的變化而變化）。

 如果基類聲明被重載了，則應在派生類中重新定義所有的基類版本；如果只定義了一個版本，則其它版本將被隱藏，派生類對象將無法使用它們。

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;
    ...
};

 如果不需要修改，則新定義可只調用基類版本：

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

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