虚函数——指针在哪里？

Question

首先举一个例子。

class A
{
    public:
    virtual const char* GetName() { return "A"; }
};

class B: public A
{
public:
    virtual const char* GetName() { return "B"; }
};

class C: public B
{
public:
    virtual const char* GetName() { return "C"; }
};

    class D: public C
{
public:
    virtual const char* GetName() { return "D"; }
};

int main()
{
    C cClass;
    A &rBase = cClass;
    cout << "rBase is a " << rBase.GetName() << endl;

    return 0;
}

在这个特定示例中，输出为：

rBase is a C

以下是其工作原理的步骤：

rBase 是 A 类型的指针，因此它转到 A 类并查找 GetName()。但是 GetName() 在那里是虚拟的，因此编译器检查 A 和 C 之间的所有类，并从最派生的类（即 C）中获取 GetNAme() 函数

但是，我的疑问是编译器如何知道哪个是类 A 的子级它如何能够从父类转移到B类等等？孩子知道它是父母，但父母不知道它是孩子（我认为！）。

从我的角度来看，正确的执行步骤应该是：

rBase 是 A 类型的指针，因此它会转到A 类并查找 GetName()。但 GetName() 是虚拟的，因此编译器会检查指针指向哪个类。在这种情况下，C 类对象，因此转到 C 类并检查它是否具有函数 GetName()，以便使用它。如果该函数不存在于 C 类中（假设），编译器可以轻松跟踪 C 的父级并检查相同的情况，这可以继续下去，直到返回到 A（假设除 A 之外的所有类都不包含 GetName()）。

现在，这似乎是一种更合乎逻辑的方法，因为在继承树中向后移动（从子到父）似乎比向前移动（从父到子）更容易实现。

问候，

Answer 1

您描述的第二个算法是“正确的”，因为它可以有效地以这种方式解决问题。然而，编译器使用了一个很好的技巧来快进该算法。基本上，它使用通常称为虚拟方法表的查找，通常缩写为“vtable”。

基本上，具有虚方法的类的实例保存指向其类的虚方法表的指针。编译器将虚拟方法名称映射到虚拟表中的偏移量，以便调用虚拟表不需要复杂的算法：所需的只是数组查找，然后在结果地址处进行调用。

Answer 2

rBase 是 A 类型的指针，因此它会转到 A 类并查找 GetName()。但是 GetName() 在那里是虚拟的，因此编译器检查 A 和 C 之间的所有类，并从最派生的类（即 C）中获取 GetNAme() 函数

不，这不是它的工作原理。编译器在生成通过指向 A 的指针调用 virtual GetName() 的代码时，只会输入类似“调用与该对象关联的虚拟表中的第 7 个条目”的内容。当生成重写 GetName() 的派生类时，编译器会将其 GetName() 实现放在虚拟表的此项中。

这样父类就不需要知道它的子类了。孩子们有责任正确填写他们的虚拟桌子。