詳解C++虛成員函數與動態聯編

推薦學習： 《c 教學》

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

• 未使用虛擬方法時，指標類型在編譯時已知，因此編譯器在編譯時，可以將成員方法關聯到對應的類，稱為靜態聯編；
• 使用虛擬方法時，通常只有在執行程式時才能確定物件類型，所以編譯器產生的程式碼在程式執行時將成員函數關聯到對應的類，這稱為動態聯編。

　　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（改變函數特徵標）。

　　重新定義重載的成員函數。

  效率

  為讓程式能夠在執行階段進行決策，必須採取一些方法來追蹤基底類別指標或引用指向的物件類型，這增加了額外的處理開銷。因此下列情況較適合靜態聯編：

• 類別不會用作基底類別
• #衍生類別不重新定義基底類別的任何方法

  因此靜態聯編被設定為C 的預設選擇。

  若要在衍生類別中重新定義基底類別的方法，則將它設為虛擬方法；否則設為非虛方法。

  虛擬函數的工作原理

  編譯器處理虛擬函數的方法是：為每個物件增加一個隱藏成員。隱藏成員中保存了一個指向·函數位址·陣列的指標。這種數組稱為虛擬函數表（vtbl），表中儲存了為類別物件進行宣告的虛擬函數的位址。

  衍生類別物件將包含一個指向獨立位址表的指標（即新建立一個表）。 （增加記憶體開銷）

  呼叫虛擬函數時，程式將查看儲存在物件中的vtbl位址，然後轉向對應的函數位址表並在表中尋找位址。 （影響執行速度）

  總之，使用虛函數將在記憶體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。

  建構子不能是虛函數。

  析構函數應為虛函數，除非類別不用做基底類別。

  友元函數不能是虛函數，因為友元不是類別成員，而只有成員可以是虛函數。

  如果衍生類別沒有重新定義函數，將使用該函數的基底類別版本（繼承它）。如果衍生類別位於衍生鏈中，則將使用最新的虛擬函數版本（指標或引用呼叫），基底類別版本被隱藏的情況除外。

   重新定義將隱藏基底類別方法：

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

  在衍生類別中重新定義函數（改變了參數特徵標），將隱藏同名的基底類別方法，而不是重載基底類別方法。

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

  若重新定義繼承的方法，應確保與原來的原型完全相同。如果傳回類型為基底類別參考或指針，則可以修改為指向衍生類別的參考或指標（傳回型別協變：即允許傳回型別隨類別類型的變更而變更）。

  如果基底類別宣告被重載了，則應在衍生類別中重新定義所有的基底類別版本；如果只定義了一個版本，則其它版本將被隱藏，派生類別物件將無法使用它們。

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;
    ...
};

   若不需要修改，則新定義可只呼叫基底類別版本：

  <span class="cnblogs_code"><span style="color: #0000ff;">#void </span> Hovel::showperks()<span style="color: #0000ff;">const</span> {Dwelling::showperks();}</span> 

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