多态实现的本质(图文说明)

一个类,如果成员函数中添加了virtual关键字,编译器会在类中生成一个虚函数表.如下图

虚函数表是一个存储类成员函数指针的数据结构,虚函数表是由编译器自动生成与维护的,虚函数表是在编译的时候产生的.

virtual成员函数会被编译器放入虚函数表中

存在虚函数时，编译器会悄悄地为每个对象中添加一个指向虚函数表的指针(vptr指针),如下图

 

当函数中传来的是父类对象地址,那么将会调用父类对象的vptr指针所指向的虚函数表,

如果传来的是子类对象地址,将会调用子类对象的vptr指针所指向的虚函数表,进而实现多态

其实编译器并不知道传来的是父类对象还是子类对象,它只是调用传来对象的vptr指针去找相应的虚函数表而已

说明1：

通过虚函数表指针VPTR调用重写函数是在程序运行时进行的，因此需要通过寻址操作才能确定真正应该调用的函数。而普通成员函数是在编译时就确定了调用的函数。在效率上，虚函数的效率要低很多。

说明2：

出于效率考虑，没有必要将所有成员函数都声明为虚函数