编译器的设计与实现PPT课件5_多态.ppt

编译器的设计与实现 -多态 制作： 张 云 时间：2008-04 加入多态 n目标： 在继承的基础上增加多态的支持。 n问题：什么是多态？ 从字面上来理解，“多种形态”，即，同样的消息被不同 类型的对象接受时导致的完全不同的行为。 多态性是允许你将父对象设置成为和一个或更多的他的 子对象相等的技术，赋值之后，父对象就可以根据当前 赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作（摘自 “delphi4 编程技术内幕”）。 多态性在c+中通过虚函数（virtual function）来实现 。 示例 class shape int a; virtual void draw() a=0; cout“shape”endl; class line : class shape void draw() a = 1; cout“line”endl; class circle : class shape void draw() a = 2; cout“circle”endl; void foo(shape s) s.draw(); /cout“a=”s.aendl; void main() shape s = new shape(); shape l= new line(); shape c = new circle(); foo(s); foo(l); foo(c); 示例 class shape int a; virtual void draw() a=0; cout“shape”endl; class line : class shape void draw() a = 1; cout“line”endl; class circle : class shape void draw() a = 2; cout“circle”endl; void foo(shape s) s.draw(); /cout“a=”s.aendl; void main() shape s = new shape(); shape l= new line(); shape c = new circle(); foo(s); foo(l); foo(c); 在foo()函数中，接收的参数时 shape类型的，在执行s.draw(); 语句的时候如何能够判断出来应 该调用哪一个类成员函数呢？ 输出如下： “shape” “line” “circle” 支持多态需要的内容 1 虚函数应该如何运行？ 2 如何实现？ 3 对应的目标代码？ void foo(shape s) s.draw(); /cout“a=”s.aendl; void main() shape s = new shape(); shape l= new line(); shape c = new circle(); foo(s); foo(l); foo(c); 虚函数应该如何运行 输出： “shape” “line” “circle” 调用shape:draw(); 调用line:draw(); 调用circle:draw(); 在main()中记录了不同的对象的不同类型 ；但是，关键在于在foo函数中，它接收的 参数类型是shape，它是如何判断出来每 一个传入参数对象的不同类型的？ 虚函数应该如何运行 void foo(shape s) s.draw();/ ?_draw(s) n问题的关键在于：在main()函数中虽 然可以保留不同的参数对象的信息； 但是在foo()函数中，接收的参数是 shape类型的，在执行s.draw();语句 的时候如何能够判断出来应该调用哪 一个类成员函数呢？（回想一下以前 学过的知识，能解决找个问题吗？注 意：子类对象可以很容易的被“裁减 ”成父类对象！） foo proc near mov ax, bp-1 push ax call ?_draw； ret 运行的 时候才 能确定 问题？ n多态性体现在允许将子类类型的指针赋值给父 类类型的指针，但是仍旧调用子类定义的操作 。（与继承的比较） n也就是说，父类指针可以指向不同的子类对象 ；根据指向对象的真正类型的不同调用不同的 操作。而只能在运行的时候才能去判断到底该 指针指向的对象的类型。（思考：为什么编译 的时候不能判断出来？） n问题：如何在运行时判定当前对象的指针所指 的对象类型？ 解决 n关键字virtual 表示与普通成员函数的 不同 nvitual table 记录类中所有虚函数的入 口地址；根据函数地址调用正确的函数 nvpointer(vptr) 指向虚函数表，从而 可以在运行的时候查找虚函数代码的地 址。在给类对象分配空间的时候需要分 配这样一个指针的空间大小，用来存放 虚指针 关键字virtual class shape int a; virtual void draw() a=0; cout“shape”endl; class line : class shape void draw() a = 1; cout“line”endl; class circle : class shape void draw() a = 2; cout“circle”endl; 表明该类及其继 承类中的draw() 函数是虚函数！ virtual table / ?_draw(s) foo proc near mov ax, bp-1 push ax ；传递this指针 /通过查找vtable得到需要 调用函数的入口地址 /call _v_draw ; mov ax, ax mov ax, ax call ax ret shape中的draw()为虚函数 且偏移为0（表示是第一个 虚函数） 执行s.draw()时，通过this 指针找到vptr，然后找到 vptr所指向虚表的第一个 元素的内容，即第一个虚 函数的入口地址 /虚拟机运行的时候需要做的修改 /vcall near ptr _v_xx /查找正确的虚函数表，设置pc值； void vcall(string arg) this.stackcpu.sp = cpu.bp; cpu.bp = cpu.sp; this.stackcpu.bp+1=cpu.pc; cpu.sp+=2; /从metadatafield以及虚函数表中取得函数的入口地址 string clsname=null;string funname=null; 从参数arg中获取类型名和函数名 int rva; 从符号表中获取当前虚函数的偏移量 rva = vf.rva; /获取所调用函数的目标代码的开始位置 int vfaddr = heapcpu.thisp+convert.toint16(rva);