C++中的多态（动态多态）究竟是如何实现的？- C

为了叙述简便，在本文中，将动态多态性一律简化为多态性。

在前面的文章中，我们已经简要介绍了C++的多态性，也介绍了C++的虚函数表，下面，我们来看看C++是如何利用虚函数机制来实现多态性的。（题外话：实现多态性并不一定需要用到虚函数机制）。下面，我们还是从程序的角度来看，为了便于热身，我们来看一个极为简单的程序：


#include <iostream>
using namespace std;
 
class E
{
public:
 
    virtual void f()
	{
		cout << "E::f" << endl;
	};
 
    virtual void g()
	{
		cout << "E::g" << endl;
	};
};
 
class M : public E
{
public:
	virtual void g()
	{
		cout << "M::g" << endl;
	};
};
 
int main()
{
	E e;
	M m;
 
	E *p = &e;
	p->f(); // E::f
	p->g(); // E::g
 
	p = &m;
	p->f(); // E::f
	p->g(); // M::g
 
	return 0;
}

为什么同样是调用p->g();这个语句，得到了截然不同的结果呢？因为多态嘛！那这种多态性是如何实现的呢？废话不多说，直接上代码：


#include <iostream>
using namespace std;
 
class E
{
public:
 
	// 为了方便叙述，故把公开a和b, 在实际系统中，很少这样做
	int a;
	int b;
 
    virtual void f()
	{
		cout << "E::f" << endl;
	};
 
    virtual void g()
	{
		cout << "E::g" << endl;
	};
};
 
class M : public E
{
public:
 
	int c;
	virtual void g()
	{
		cout << "M::g" << endl;
	};
};
 
int main()
{
	E e;
	e.a = 1;
	e.b = 2;
    cout << &e << endl;                    // e的VTABLE的地址:   0012FF74
	cout << (int *)&e << endl;             // eVPTR的地址:       0012FF74
	cout << &e.a << endl;                  // e.a的地址：        0012FF78
	cout << &e.b << endl;                  // e.b的地址：        0012FF7C
 
    cout << (void *)*((int *)&e) << endl;  // eVPTR的值          0046F028 
	cout << *((int *)&e + 1) << endl;      // e.a的值:           1
	cout << *((int *)&e + 2) << endl;      // e.b的值:           2
 
   
    cout << (void *)*(int *)(*(int *)&e) << endl;        // E的f函数的地址： 0040128F
	cout << (void *)*((int *)(*(int *)&e) + 1) << endl;  // E的g函数的地址： 004011BD
    
	cout << "---------" << endl;
	
	M m;
	m.a = 3;
	m.b = 4;
	m.c = 5;
    cout << &m << endl;                    // m的VTABLE的地址:   0012FF64
	cout << (int *)&m << endl;             // mVPTR的地址:       0012FF64
	cout << &m.a << endl;                  // m.a的地址：        0012FF68
	cout << &m.b << endl;                  // m.b的地址：        0012FF6C
	cout << &m.c << endl;                  // m.c的地址：        0012FF70
 
    cout << (void *)*((int *)&m) << endl;  // mVPTR的值          0046F034 
	cout << *((int *)&m + 1) << endl;      // m.a的值:           3
	cout << *((int *)&m + 2) << endl;      // m.b的值:           4
	cout << *((int *)&m + 3) << endl;      // m.c的值:           5
 
    cout << (void *)*(int *)(*(int *)&m) << endl;        // E的f函数的地址： 0040128F
	cout << (void *)*((int *)(*(int *)&m) + 1) << endl;  // M的g函数的地址： 004011A8
 
	E *p = &e;
	p->f(); // E::f
	p->g(); // E::g
 
	E *q = &m;
	q->f(); // E::f
	q->g(); // M::g
 
	return 0;
}