GeekBand c++學習筆記之五(對象模型與動態綁定的討論)

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對象模型(Object Model):甚麼是對像模型?對象模型就是把原本都是代碼的程序，將其圖形化，把它們各自的關係都表現出來，讓人更好理解，每個對象或是類的關聯性

vptr:英文就是virtual pointer，就是虛擬指針的意思，跟指針有相似的特徵，比如說:他的內存占用也是4byte，而它的功用是把每個類的對象所擁有的虛函數，用一個指針指出，而且不管多少的虛函數，都只有一個虛擬指針，這樣好處，我們會再下面再討論

vtbl:英文就是virtual table，就是虛擬表格的意思，這個其實就是存放虛函數的地方，而他也是與virtual pointer共同存在的，因為virtual pointer就是將指針指向他

先給出一個例子，這個例子出自於老師的課件:

創造出三個類，分別是A,B,C，這三個類，這三者的關係是繼承，B繼承A，C繼承B，代碼如下:

<span style="font-size:18px;"><span style="font-size:18px;">class A
{
public:
virtual void vfuncl();
virtual void vfunc2();
void func1();
void func2();
private:
int m_data1,m_data2;
};
class B:public A
{
public:
virtual void vfunc1();
void func3();
private:
int m_data3;
};
class C: public B
{
public:
virtual void vfunc1();
void func4();
private:
int m_data1;
int m_data2;
}
</span>

關係圖示:

我們現在就可以知道這三個類之間的關係，然後我們再把他的內存情況畫出

我們可以看出整個內存與虛函數的情況在繼承關係下是怎麼樣的!而了解了對象模型，vptr和vtbl之後，我們就可以開始學習動態綁定，同時比較靜態綁定，同時我們必須先知道，繼承數據是內存的繼承，而繼承內存是調用權的繼承，跟內存無關，只是權力的繼承

我們先假設

<span style="font-size:18px;">C* p=&c;</span>

設p是指向C的指針，我們通過p調用c::vunc1() 靜態綁定:

這是在C語言所用的方法，他會再編譯器中利用call，找到地址，調用函數，由於本篇的重點在動態綁定，所以此方法著墨較少

動態綁定:

這是在C++中所用的方法，我們先看他的代碼表達式:

<span style="font-size:18px;">(*p->vptr
)(p)</span>

我們就來走一遍思路，首先通過p要調用c::vunc1()，因為p是指向c的，而func1()是虛函數，所以我們可以想出

<span style="font-size:18px;">p->vptr
</span>

因為要調用c::vunc1()，就先把p指向vptr，再讓vptr指向vtbl，就可以想到

<span style="font-size:18px;">p->vptr
</span>

這裡的n就是在vtbl這個表格中，想像他是數組，而n就是他所存放的位置

<span style="font-size:18px;">(*p->vptr
)(p)</span>

就是編譯器在動態綁定時，所做的反應，同時動態綁定是由編譯器所決定的 最後我們在總結一下，動態綁定的優缺點以及他的條件:

優點:

1.其是通過虛函數實現的，而虛函數是通過一張表格(virtual table)實現的。這個表中記錄了虛函數的位址，解決繼承、覆蓋的問題，保證使用時能夠根據物件的實際類型調用正確的函數

2.因為期的所有傳遞都是以指針的方式解決，效率高

缺點:

1.動態繫結在函式呼叫時需要在虛函數表中查找，所以性能比靜態函式呼叫稍低

2.通过父类类型的指针访问子类自己的虚函数将发生错误

條件:

1.必須通過指針調用，如:C* p=&c;

2.這個指針必須向上轉型(up-cast)，也就是要子類的指針訪問父類的虛函數

3.調用的必須是虛函數