[Boolan] C++第五周学习笔记

1.关于vptr和vtbl

    之前的学习已经了解到c++多态主要靠虚函数实现，如果说c++的class在实现上相比c的struct有什么开销的话，那么虚函数表（vtbl）的维护和每个对象实例里虚表指针（vptr）将是比较明显的开销。

    对于如下三个类

class A {public:	virtual void vfunc1() { cout << "A::vfunc1/n"; }	virtual void vfunc2() { cout << "A::vfunc2/n"; }	void func1() { cout << "A::func1/n"; }	void func2() { cout << "A::func2/n"; }};class B : public A {public:	virtual void vfunc1() { cout << "B::vfunc1/n"; }	void funcb() { cout << "B::funcb/n"; }};class C : public B {public:	virtual void vfunc1() { cout << "C::vfunc1/n"; }	void funcc() { cout << "C::funcc/n"; }};
    非虚成员函数：A::func1()，A::func2()，B::funcb()，C::funcc()会单独在内存里存一份
    虚成员函数：A::vfunc1()，A::vfunc2()，B::vfunc1()，C::vfunc1()也会单独存一份，但是这四个虚函数会由虚函数表来记录，由于这个例子里有三个类，因此内存里会有三份虚函数B::vfunc1()，A::vfunc2()，表，我们假设它们为A，B，C表。 A表里会有两个指针，分别指向A::vfunc1()，A::vfunc2()的地址，B表里两个指针，分别指向B::vfunc1()，A::vfunc2()，同理，C表里的指针指向C::vfunc1()，A::vfunc2()。   
    对于用基类指针new子类的情况：A *pa = new B; 这个实例对象里放的也是B类对应的虚函数表，因为编译器做了个向上转型（upcasting）。
    其实理解了虚函数表在内存的形式后，调用虚函数的代码可以这么表示： (*(pa->vptr)[n])(pa) 因为第一个参数肯定是*this。
    学习群里u6th9d当时给我们提供了一些虚函数相关考验题
	Cat cat("cat");	Dog dog("dog");	Animal* pcat = &cat;	Animal* pdog = &dog;	std::cout << "L01: ";	pcat->say();	std::cout << "L02: ";	pdog->say();	std::cout << "L03: ";	cat.say();	std::cout << "L04: ";	dog.say();	void* tmp = ((void**)pcat)[0];	((void**)pcat)[0] = ((void**)pdog)[0];	((void**)pdog)[0] = tmp;	std::cout << "L05: ";	pcat->say();	std::cout << "L06: ";	pdog->say();	std::cout << "L07: ";	cat.say();	std::cout << "L08: ";	dog.say();
    之前也提到，成员对象的第一个内容是虚表，因此中间那段就是交换了对象里的虚表指针，使得*pcat里的vptr指向Dog类的vtbl，*pdog的vptr指向Cat类的vtbl，结果：
L01: cat miaomiao~~L02: dog wangwang~~L03: cat miaomiao~~L04: dog wangwang~~L05: cat wangwang~~L06: dog miaomiao~~L07: cat miaomiao~~L08: dog wangwang~~
    L05和L06确实交换了，但是L07和L08并没有表，我当时没弄清楚，续表指针不是都变了吗？为什么调用的还是原来的函数呢？原因在于对动态绑定的理解
2.动态绑定
    为了C++的多态性，是有动态绑定和静态绑定这两种说法的：
    静态绑定：绑定的对象是静态类型，也就是编译期就能决定的，是确定的，不会更改的，比如 A a; a的内容虽然会在运行期发生改变，但是a就是a，这点是不会变的。
    动态绑定：绑定的对象是动态类型，动态类型就是指在编译期无法决定的，因为它可能在运行期发生改变，比如指针：A* pa； pa可以在运行时重新指向其他对象，或者转型指向B类或者C类。
    这边文章很好地总结了静态绑定和动态绑定：https://www.oschina.net/question/54100_20313
    通过vptr和vtbl实现虚函数是基于动态绑定的，因此基于指针调用的虚函数pcat，pdog调用的函数会随着虚表指针的改变发生改变，但是用过普通对象直接调用，例如L07和L08，这是静态绑定，在编译期就已经决定了要调用的函数，因此不会改变。