c++学习篇(1)

本篇主要是写c++三大特性：封装、继承、多态的知识点，其中封装是为了实现代码模块化；继承是为了实现代码复用；多态是为了实现接口重用。下面分别详细说这三部分。

• 封装（数据、接口、实现）

1、类在实现过程中把数据的定义和操作放在类的内部，对外仅提供接口，这样将实现细节隐藏在类内部，对外不可见；

2、通过封装可以让使用使用者只关心对象提供的接口，而无需了解具体实现方式，有效地做到了信息隐藏，提高程序的安全性，并且类内部的改动不会影响外部的使用，提高了程序的可维护性。





• 继承(public、protected、private)

通过子类继承父类已有的特性，在无需重复实现同样功能的前提下扩展自身的新功能， 解决了代码复用的问题，这种模式大大提高了开发效率。



分类：公有继承、保护继承、私有继承；也可分单一继承和多继承，这部分在动态多态部分讲述。

• 多态(静态多态、动态多态)

对于多态来说，首先要理解重载和覆盖(重写)的区别。

下面来介绍静态多态和动态多态。

静态多态：通过重载实现的，包括函数重载、运算符重载等；

动态多态：通过虚函数实现(有普通虚函数、纯虚函数，纯虚函数是为了父类定义接口，子类继承后提供具体的实现)，需要virtual关键字，运行时通过基类指针指向派生类对象。

对于拥有虚函数类而定义的对象来说，每个对象都会拥有虚函数指针，但是会同一个虚函数表。当生成对象时，会在对象起始位置放置一个虚表指针，用来调用虚函数表中的虚函数。

• 虚函数表：存在常量存储区，属于只读存储段，即代码段，包括了类中所有虚函数的地址，按照声明的顺序排列。

• 虚函数指针：每个类对象都有一个虚函数指针，当利用一个基类的指针绑定基类或派生类对象时，程序运行时调用某个虚函数成员，会根据对象的类型去初始化该虚函数指针，实现动态绑定。




虚函数对象模型

接下来我会分析虚函数对象模型，如果面试问到虚函数的话可以说这部分，如有疑问可以看《深度探索C++对象模型》这本书，我也是主要从这本书里面总结的，有专门的一章写这个，下文图片主要是也是从本书截图。

虚表指针(vptr)的位置（头部或尾端）：

• 放置尾端的好处：可以保留基类的对象布局

• 放在头部的好处：在多重继承下，通过指向类成员的指针调用虚函数会带来一些帮助。否则，对于放在尾端的话需要计算offset。但是他也丧失了c语言的兼容性。

单一继承和多重继承

• 单一继承：在子类的内存空间中，首先会继承父类的虚函数表，若在子类中定义了不存在的虚函数，则会放置在父类虚函数的后面。

• 多重继承：在子类中的每个父类都有虚函数表，因此会有多个虚函数指针，子类中定义不存在的虚函数则放在第一个父类的表中。

虚函数带来的问题：1、明显的增加了空间负担；2、打断了与c程序间的链接性。

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