VTable和多态性

Question

在阅读了大量有关 VTable 的内容后，我仍然有一个未解答的问题。

给定下一类：

#include <iostream>
using namespace std;

class Shape {
public:
    int* a;
    Shape(){
        cout<<"default Shape ctor"<<endl;
        a = new int(15); // default
    }
    Shape(int n){
        a = new int(n);
          cout<<"Shape(n) constructor"<<endl;
    }
    // copy constructor
    Shape(const Shape& s){
        cout<<"copy constructor"<<endl;
        a = new int(*(s.a));
    }
    Shape& operator=(const Shape& s){
        cout<<"operator="<<endl;

        if (&s == (this))
            return (*this);
//      this.clear();
        a = new int(*(s.a));

        return (*this);
    }


      virtual void draw(){
             cout<<"print Shape the number is "<<*a<<endl;
      };
      virtual ~Shape(){
          delete a;
          cout<<"Shape distructor"<<endl;
      }
};

class Circle : public Shape {
public:
    int b;
  Circle() {
      cout<<"Circle constructor"<<endl;
      b=5;
  }
  virtual void draw() {
      cout<<"print Circle. The number is "<<b<<endl;
  }
   ~Circle(){
      cout<<"Circle distructor"<<endl;
    }
};

和以下测试：

static void test2(){
    Circle* c = new Circle();
    cout<<"size of *c is "<<sizeof(*c)<<endl;
    Shape* s = c;
    cout<<"size of *s is "<<sizeof(*s)<<endl;
    s->draw();
}

我得到这个输出：

default Shape ctor
Circle constructor
size of *c is 12
size of *s is 8
print Circle. The number is 5

我的问题是：我知道 s 如何寻址 Circle::draw，但是 s 如何知道变量 b=5？ 正如此测试所示，s 没有此信息。我在这里缺少什么？

谢谢！

好吧，伙计们。感谢您的快速回答...

我从您的回答中了解到，Circle::draw() (*this) 是 Circle 类型。好的。 我的问题现在变成了这样：因为我只希望 s 成为 Shape* 类型，也就是说，我的程序中只需要 Shape 品质。接下来的 4 个字节（Circle 中的 b 变量）是否有可能被编译器以某种方式获取？如果是这样，显然 Circle::draw() 将无法按预期工作。

如果不是，编译器如何知道我将在 s “结束”之后需要接下来的 4 个字节？

Answer 1

您缺少的是 s 指向 Circle - 并且 Circle 包含一个名为 b 的数据成员>。当调用 s->draw(); 时，编译器会调用 Circle::draw()，如您所知，并且在 Circle::draw( )，*this（即当前对象）的类型是Circle而不是Shape。因此，Circle::draw() 可以访问b。

编辑：在回答你的新问题时，s是一个指向Shape的指针——你所做的就是存储相同的地址（到内存中 Circle 对象的开头），但类型不同（Shape* 而不是 Circle*）。无论指向它的对象是什么，底层的 Circle 对象都存在于内存中。您无法直接通过 s 访问特定于 Circle 的数据成员，因为它是 Shape*，但虚拟调度机制意味着当您调用通过s的虚拟成员函数，调用被转发到Circle中相应的成员函数，即s->draw();实际结束调用Circle::draw。由于将底层 Circle 对象的地址存储在 Shape* 中，底层 Circle 对象会以某种方式存在，因此不会有任何危险 ' sliced'，去掉 b 数据成员。仅当您执行以下操作时才会发生切片：

Circle c;
Shape s = c; // copies the Shape data members across from c, but slices off the rest

Answer 2

1. sizeof 往往是编译时的事情。它不查看 s 指向的对象；它只是看到 s 指向 Shape 并给出 Shape 的大小。信息仍然存在；编译器只是没有向您显示它，因为它没有跟踪 s 指向 Circle 的事实。您必须将 *s 转换回 Circle 才能获得正确的大小 - 但这与 sizeof(Circle) 是一样的，我认为这违背了预期目的。

2. s 除了指向一个 Shape 以及如何调用 Shape 方法之外，什么都不知道。由于 draw 是 Shape 上的一个方法，因此可以调用它 - 但由于它是一个虚拟方法，因此该对象有一个查找表，其中显示类似于“对于 draw()，请在此处调用”。对于Circle*，该表指向Circle::draw——因此子类的方法被调用。由于指针实际上指向一个 Circle，因此在其余 Shape 字段之后有一个 b（仅 Circle code> 及其子类甚至知道存在）。

Answer 3

正如你所说， s 指向实例 Circle 而不仅仅是 Circle 实例的绘制方法。因此 Circle 中的方法可以访问 Circle 的实例变量。因此，当调用 Circle::draw 时，它可以“看到”实例变量，因为它是 Circle 的成员

Answer 4

sizeof() 给出传递的参数类型的大小。在本例中，*s 的类型是 Shape 类。但是s指向Circle类的实例，它自然可以访问其重写的draw()方法，该方法打印的值>b 也是Circle 的成员。作为问题标题的一部分，这是多态性，而 sizeof() 与多态性无关。

对于 typeid() 函数也是如此，它适用于参数的类型，而不是参数的值或参数所指向的对象。