虛擬函數C＃

Question

我明白虛擬函數是什麼。但我沒有得到的是他們如何在內部工作？

class Animal 
{ 
    virtual string Eat() 
    { 
     return @"Eat undefined"; 
    } 
} 

class Human : Animal 
{ 
    override string Eat() 
    { 
     return @"Eat like a Human"; 
    } 
} 


class Dog : Animal 
{ 
    new string Eat() 
    { 
     return @"Eat like a Dog"; 
    } 
} 

static void Main() 
{ 
    Animal _animal = new Human(); 
    Console.WriteLine(_animal.Eat()); 
    _animal = new Dog(); 
    Console.WriteLine(_animal.Eat()); 
} 

輸出用於上述給出：

Eat like a Human 
Eat undefined 

在上面的代碼_animal是動物類型，其引用了一個人類對象或狗對象的。 這是什麼意思？我知道在內存_animal包含一個地址，它將指向人類或狗對象。它如何決定調用哪個函數。在第一種情況下，我重寫，因此調用了孩子的實現，但在第二種情況下，我使用新的，因此調用了父代的實現。你能解釋一下發生了什麼？

在此先感謝 尼克

Answer 1

它是這樣工作的。試想一下，編譯器改寫了你的類變成這樣：

class VTable 
{ 
    public VTable(Func<Animal, string> eat) 
    { 
     this.AnimalEat = eat; 
    } 
    public readonly Func<Animal, string> AnimalEat; 
} 

class Animal 
{ 
    private static AnimalVTable = new VTable(Animal.AnimalEat); 
    private static string AnimalEat(Animal _this) 
    { 
     return "undefined"; 
    } 
    public VTable VTable; 
    public static Animal CreateAnimal() 
    { 
     return new Animal() 
      { VTable = AnimalVTable }; 
    } 
} 

class Human : Animal 
{ 
    private static HumanVTable = new VTable(Human.HumanEat); 
    private static string HumanEat(Animal _this) 
    { 
     return "human"; 
    } 
    public static Human CreateHuman() 
    { 
     return new Human() 
      { VTable = HumanVTable }; 
    } 
} 

class Dog : Animal 
{ 
    public static string DogEat(Dog _this) { return "dog"; } 
    public static Dog CreateDog() 
    { 
     return new Dog() 
      { VTable = AnimalVTable } ; 
    } 
} 

現在考慮這些調用：

Animal animal; 
Dog dog; 
animal = new Human(); 
animal.Eat(); 
animal = new Animal(); 
animal.Eat(); 
dog = new Dog(); 
dog.Eat(); 
animal = dog; 
animal.Eat(); 

編譯器的原因如下：如果接收器的類型是動物然後吃一定要到電話animal.VTable.AnimalEat。如果接收器的類型是Dog，則該呼叫必須是DogEat。因此，編譯器寫這些爲：

Animal animal; 
Dog dog; 
animal = Human.CreateHuman(); // sets the VTable field to HumanVTable 
animal.VTable.AnimalEat(animal); // calls HumanVTable.AnimalEat 
animal = Animal.CreateAnimal(); // sets the VTable field to AnimalVTable 
animal.VTable.AnimalEat(animal); // calls AnimalVTable.AnimalEat 
dog = Dog.CreateDog(); // sets the VTable field to AnimalVTable 
Dog.DogEat(dog); // calls DogEat, obviously 
animal = dog; 
animal.VTable.AnimalEat(animal); // calls AnimalVTable.AnimalEat 

也就是說正是它是如何工作的。編譯器在後臺爲您生成vtables，並且根據重載分辨率的規則在編譯時決定是否通過vtable調用。

當創建對象時，vtables由內存分配器設置。 （我的素描是這方面的一個謊言，因爲虛函數表設置前的構造函數被調用，而不是之後。）

的「本」的虛方法實際上是祕密爲一種無形的形式參數來傳遞方法。

有意義嗎？

Answer 2

我的記憶_animal理解包含將指向人或犬對象的地址。它如何決定調用哪個函數。

和數據一樣，代碼也有一個地址。

因此，此問題的典型方法是使用Human或Dog對象來包含其方法的代碼地址。有時這被稱爲使用vtable。在像C或C++這樣的語言中，這個概念也被直接公開爲所謂的function pointer。

現在，您已經提到了C＃，它有一個非常高級的類型系統，其中類型的對象在運行時也是可辨別的....因此實現細節可能與傳統方法有所不同。但是，至於你的問題，函數指針/ v-table概念是實現它的一種方式，如果.NET偏離了這一點，它會讓我感到驚訝。

Answer 3

在C＃中，派生類必須爲從基類繼承的任何重寫方法提供重寫修飾符。

Animal _animal = new Human(); 

它沒有得到構造只是Human對象。他們是兩個子對象。一個是Animal子對象，另一個是Human子對象。

Console.WriteLine(_animal.Eat()); 

當作出調用_animal.Eat();，運行時間檢查是否基類方法（即，Eat()）在派生類中重寫。因爲它被覆蓋，所以調用相應的派生類方法。因此輸出 -

Eat like a Human 

但是，在的情況下， -

_animal = new Dog(); 
Console.WriteLine(_animal.Eat()); 

在Dog，有在派生Dog類沒有Eat()重寫方法。所以，基類方法本身被調用。此外，這種檢查方法也完成了，因爲在基類中，Eat()被稱爲虛擬並且調用機制被確定爲運行時間。綜上所述，虛擬調用機制是一種運行時機制。