10 C++中的对象模型object model

1、引言

本篇介绍C++中的对象模型中虚指针vptr，虚表vtbl，动态绑定Dynamic Binding的相关知识点。

2、关于对象模型虚指针和虚表

如果C++类成员中有虚函数，那么对应的对象中就有除了本身数据外的虚指针vptr（4个字节），虚指针指向虚表vtbl，虚表中存放虚函数的地址。如下图所示：

注意点：如图当指针p指向对象c，用p调用c中的虚函数vfunc1()，即p->func1()时的过程是：

a、首先，p会先指向虚指针 p->vptr；

b、接着，通过虚指针对象虚表找到调用函数的地址(*(p->vptr)[n])；

c、最后，通过对象调用实现(*(p->vptr)[n])(p)。

3、关于对象模型中的this

如下图，CDocument类和CMyDoc类为继承关系，serialize()为成员函数CDocument::OnFileOpen()中的一个虚函数：

当使用主程序：

CMyDoc myDoc;
myDoc.OnFileOpen();  //相当于CDocument::OnFileOpen(this);或相当于CDocument::OnFileOpen(&myDoc)

a、如注释所示，当子类调用父类方法时，在调用方法中有个隐藏的this，代表子类对象；

b、当执行OnFileOpen()函数时，执行到Serialize()函数，其实是执行this->Serialize()，而this代表子类，所以会调用子类的虚函数Serialize()。

4、关于对象模型中的动态绑定

1）示例

class Animal
{
public:
	Animal(){ }
	virtual void eat() const {
		cout << "animal" << endl;
	}
private:
	int age;
};

class Horse:public Animal
{
public:
	Horse(){ }
	virtual void eat() const {
		cout << "horse" << endl;
	}
private:
	int num;
};

2）主程序

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	Horse h;
	h.eat();    //#1输出：horse

	Animal a1 = h;
	a1.eat();  //#2输出：animal 
			   //【通过对象调用，是静态绑定Animal::eat()】
	Animal* a = new Horse;
	a->eat();  //#3输出：horse
	return 0;
}

a、#2输出的是父类的虚函数，因为这是静态绑定，通过父类对象调用虚函数；

b、#3输出的子类的虚函数，因为这是动态绑定，满足动态绑定的条件①通过up-cast方式；②通过指针调用；③调用的是虚函数。