Теория и реализация языков программирования
Виртуальные базовые классы с виртуальными функциями
При наличии виртуальных базовых классов построение таблиц для вызовов виртуальных функций становится более сложным. Рассмотрим следующие объявления:
class W { public: virtual void f(); virtual void g(); virtual void h(); virtual void k(); }; class MW : public virtual W { public: void g(); }; class BW : public virtual W { public: void f(); }; class BMW : public BW, public MW, public virtual W { public: void h(); };
Отношение наследования для этого примера может быть изображено в виде ациклического графа таким образом:
Рис. 9.22.
Функции-члены класса BMW могут использоваться, например, так:
void g(BMW¤pbmw) {pbmw ! f(); == вызывает BW :: f() pbmw ! g(); == вызывает MW :: g() pbmw ! h(); == вызывает BMW :: h() }
Рассмотрим теперь следующий вызов виртуальной функции f():
void h(BMW*pbmw) {MW*pmw = pbmw; pmw ! f(); == вызывает BW :: f(); потому, что // pbmw указывает на BMW, для которого f бер"тся из BW! }
Виртуальный вызов функции по одному пути в структуре наследования может привести к обращению к функции, переопределенной на другом пути.
Структура объектов класса BMW и его таблиц виртуальных функций vtbl могут выглядеть следующим образом:
Рис. 9.23.
Виртуальной функции должен быть передан указатель this на объект класса, в котором эта функция описана. Поэтому следует хранить смещение для каждого указателя функции из vtbl. Когда объект размещен в памяти так, как это изображено выше, смещение, хранимое с указателем виртуальной функции, исчисляется вычитанием смещения класса, для которого эта таблица vtbl создана, из смещения класса, поставляющего эту функцию. Рассмотрим пример:
void callvirt(w*pw) { pw ! f(); } main () { callvirt(new BMW); }
В функции main вызов callvirt с указателем на BMW требует приведения к указателю на W, поскольку функция callvirt ожидает параметр типа W*. Так как функция callvirt вызывает f() (через указатель на BMW, преобразованный к указателю на W), будет использована таблица vtbl класса W (в BMW), где указано, что экземпляром виртуальной функции f(), которую нужно вызвать, является BW :: f(). Чтобы передать функции BW :: f() указатель this на BW, указатель pw должен быть вновь приведен к указателю на BMW (вычитанием смещения для W), а затем к указателю на BW (добавлением смещения BW в объекте BMW). Значение смещения BW в объекте BMW минус смещение W в объекте BMW и есть смещение, хранимое в строке таблицы vtbl для w в BMW для функции BW :: f().
