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今天来继续学习C++对象模型！
在C++编译器内部，类可以理解为结构体子类是由父类成员叠加子类新成员得到的
下面来写一个程序分析C++的继承类的模型：
#include <iostream>#include <string>using namespace std;class Demo{protected:int mi;int mj;public:virtual void print(){cout << "mi = " << mi << ", "<< "mj = " << mj << endl;}};class Derived : public Demo{int mk;public:Derived(int i, int j, int k){mi = i;mj = j;mk = k;}void print(){cout << "mi = " << mi << ", "<< "mj = " << mj << ", "<< "mk = " << mk << endl;}};struct Test{//void* p; //模拟C++中的指向虚函数表的指针int mi;int mj;int mk;};int main(){cout << "sizeof(Demo) = " << sizeof(Demo) << endl; // 加上虚函数virtual后，大小变为12//因为编译器发现是虚函数的时候，会自动//生成一个指针指向虚函数表cout << "sizeof(Derived) = " << sizeof(Derived) << endl; Derived d(1, 2, 3);Test* p = reinterpret_cast<Test*>(&d); //p与d类型不同，需要用reinterpret_cast进行类型转换cout << "Before changing ..." << endl;d.print();p->mi = 10; //p作为外界的结构体竟然可以访问d的变量，说明p的内存结构与d的相同p->mj = 20;p->mk = 30;cout << "After changing ..." << endl;d.print();return 0;}
（注意以上程序用编译器是gcc编译器，所以结构体的字节对齐是4字节默认）
运行结果为：
那么久引出了问题：C++多态的实现原理是什么？
C++多态的实现原理：
当类中声明一个虚函数时，编译器会在类中生成一个虚函数表虚函数表是一个存储成员函数地址的数据结构虚函数表是由编译器自动生成与维护的virtual成员函数，会被编译器放进虚函数表中存在虚函数时，每个对象中都有一个指向虚函数表的指针
如下图：
virtual成员函数，会被编译器放进虚函数表中
存在虚函数时，每个对象中都有一个指向虚函数表的指针
我们会发现，虚函数的调用过程比普通函数的调用过程复杂，所以虚函数的执行效率低于普通成员函数：
下面给出用C语言实现的C++中的虚函数表的相关概念：
51-2.h为：
#ifndef _51_2_H_#define _51_2_H_typedef void Demo;typedef void Derived;Demo* Demo_Create(int i, int j);int Demo_GetI(Demo* pThis);int Demo_GetJ(Demo* pThis);int Demo_Add(Demo* pThis, int value);void Demo_Free(Demo* pThis);Derived* Derived_Create(int i, int j, int k);int Derived_GetK(Derived* pThis);int Derived_Add(Derived* pThis, int value);#endif
51-2.c为：
#include "51-2.h"#include "malloc.h"static int Demo_Virtual_Add(Demo* pThis, int value);static int Derived_Virtual_Add(Demo* pThis, int value);struct VTable// 2. 定义虚函数表数据结构{int (*pAdd)(void*, int); // 3. 虚函数表里面存储什么？？？};struct ClassDemo{struct VTable* vptr;// 1. 定义虚函数表指针 ==》 虚函数表指针类型？？？int mi;int mj;};struct ClassDerived{struct ClassDemo d;int mk;};static struct VTable g_Demo_vtbl = //static关键字将该虚函数表隐藏在当前文件内，外部不可见//类似于C++中虚函数表是自动生成的，外部不可见。{Demo_Virtual_Add};static struct VTable g_Derived_vtbl = {Derived_Virtual_Add};Demo* Demo_Create(int i, int j){struct ClassDemo* ret = (struct ClassDemo*)malloc(sizeof(struct ClassDemo)); if( ret != NULL ){ret->vptr = &g_Demo_vtbl; // 4. 关联对象和虚函数表ret->mi = i;ret->mj = j;}return ret;}int Demo_GetI(Demo* pThis){struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis; return obj->mi;}int Demo_GetJ(Demo* pThis){struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;return obj->mj;}// 6. 定义虚函数表中指针所指向的具体函数static int Demo_Virtual_Add(Demo* pThis, int value){struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;return obj->mi + obj->mj + value;}// 5. 分析具体的虚函数！！！！int Demo_Add(Demo* pThis, int value){struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;return obj->vptr->pAdd(pThis, value);}void Demo_Free(Demo* pThis){free(pThis);}Derived* Derived_Create(int i, int j, int k) //等同于构造函数{struct ClassDerived* ret = (struct ClassDerived*)malloc(sizeof(struct ClassDerived));if( ret != NULL ){ret->d.vptr = &g_Derived_vtbl;ret->d.mi = i;ret->d.mj = j;ret->mk = k;}return ret;}int Derived_GetK(Derived* pThis){struct ClassDerived* obj = (struct ClassDerived*)pThis;return obj->mk;}static int Derived_Virtual_Add(Demo* pThis, int value){struct ClassDerived* obj = (struct ClassDerived*)pThis; return obj->mk + value;}int Derived_Add(Derived* pThis, int value){ struct ClassDerived* obj = (struct ClassDerived*)pThis;return obj->d.vptr->pAdd(pThis, value);}
main.c为：
#include "stdio.h"#include "51-2.h"void run(Demo* p, int v){int r = Demo_Add(p, v);printf("r = %d\n", r);}int main(){Demo* pb = Demo_Create(1, 2);Derived* pd = Derived_Create(1, 22, 333);printf("pb->add(3) = %d\n", Demo_Add(pb, 3));printf("pd->add(3) = %d\n", Derived_Add(pd, 3));run(pb, 3);run(pd, 3);Demo_Free(pb);Demo_Free(pd);return 0;}
总结：
继承的本质就是父子间成员变量的叠加C++中的多态是通过虚函数表实现的虚函数表，是由编译器自动生成与维护的虚函数的调用效率低于普通成员函数的调用效率
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