工程下載：http://www.shnenglu.com/Files/richardzeng/C++中實(shí)現(xiàn)串口操作類%20SerialPortLib.rar
最近封裝了一個串口類,與大家分享,該類的主要特點(diǎn)是：能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的異步接收；無須MFC的支持；只能在VS2003編譯通過，但只要做少量修改就可以在VC6.0中使用．使用起來非常簡單，主要代碼如下：
1 #include "stdafx.h"
2 #include "comm_exception.h"
3 #include "SerialPort.h"
4 #include "serialportobservertest.h"
5
6 using namespace C2217::StdLib;
7 using namespace IBMS;
8
9 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
10 {
11 try
12 {
13 //聲明一個串口觀察者
14 CSerialPortObserverTest portObserver;
15 //聲明串口1
16 CSerialPort port(1);
17 //注冊串口的觀察者
18 port.AtachPortObserver(&portObserver);
19 //打開串口
20 port.Open();
21 byte data[100] = {0};
22
23 port.Send(data,sizeof(data));
24 }
25 catch(comm_exception &e)
26 {
27 SET_CATCH_POS(e);
28 std::cout << e;
29 }
30
31 return 0;
32 }
33
串口數(shù)據(jù)的接收在
void CSerialPortObserverTest::OnSerialPortReceive(CSerialPort *pSerialPort, byte *pData, size_t nDataLen)
{
cout << pSerialPort->GetName().c_str() << "Received Data: "<<endl;
for(size_t i=0; i< nDataLen ;++i )
{
cout << pData[i] << " " ;
}
cout <<endl;
}
完成，你也可以不使用觀察者，直接重寫void CSerialPort::OnReceiveData(byte *pData, size_t nDataLen)可以獲得更好的執(zhí)行效率。去掉觀察者對象list.
有什么問題郵件聯(lián)系:dyj057@gmail.com
# re: C++中實(shí)現(xiàn)串口操作類 2005-12-22 18:34
我看你的程序使用了一個叫IbmsSerialPort.dll的dll來完成通訊
而這個IbmsSerialPort.dll首先使用CreateFile，然后使用GetCommState等等一系列communications resource function來完成端口通訊
ok,學(xué)到了一些東西
回復(fù)
# re: C++中實(shí)現(xiàn)串口操作類 2006-03-01 10:44
CreateFile對串口操作是獨(dú)占的，其他的應(yīng)用程序就不能打開，怎么實(shí)現(xiàn)觀察者的角色呢？想請教樓主！msn:a.zlp@163.com
回復(fù)
# re: C++中實(shí)現(xiàn)串口操作類
2006-03-01 12:00
這個簡單，當(dāng)你發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，也發(fā)送一份到觀察者.接收到數(shù)據(jù)的時(shí)候，也轉(zhuǎn)一份到觀察者。
回復(fù)
同濟(jì)大學(xué)的 Online Judge -
http://acm.tongji.edu.cn/浙江大學(xué)的 Online Judge -
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摘要: 時(shí)間和日歷類的設(shè)計(jì)（Java的Date和Calendar的C++實(shí)現(xiàn)）
C++通用框架的設(shè)計(jì) 作者：naven
1 介紹
時(shí)間和日歷以及時(shí)間的格式化處理在軟件的設(shè)計(jì)中起著非常重要的作用，但是目前C++的庫卻未有一個簡單易用的時(shí)間類，大部分都需要開發(fā)者直接調(diào)...
閱讀全文
摘要：開發(fā)模式的確立是軟件開發(fā)過程中不可缺少的一部分，就目前來說，面向過程和面向?qū)ο笫莾煞N主要的設(shè)計(jì)方法，雖然面向?qū)ο驩OP是比較流行的字眼，但不表示面向過程就一定好無作為，畢竟面向過程設(shè)計(jì)方法也有適合其應(yīng)用的軟件系統(tǒng)：以功能操作為主，擴(kuò)展性要求不高，無需過多考慮復(fù)用以及軟件的通用性能。那是不是面向過程的設(shè)計(jì)方法對于諸如系統(tǒng)框架擴(kuò)展問題就絲毫沒有辦法了呢？
按照面向過程的基本原則，劃分系統(tǒng)功能模塊、模塊細(xì)分到函數(shù)、生成系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)模型，似乎在整個過程中沒有任何東西可以用來提供系統(tǒng)擴(kuò)展，其實(shí)解決的方法還是有的，這根救命稻草就是回調(diào)機(jī)制。
一談到回調(diào)機(jī)制，當(dāng)然就少不了我們的主角：系統(tǒng)API(通常都是)和回調(diào)函數(shù)，這兩者缺一不可。其實(shí)回調(diào)的基本思想就是由系統(tǒng)給我們提供一些接口，也就是常使用的API，這種函數(shù)可以將某個其他函數(shù)的地址作為其參數(shù)之一，而且可以利用該地址對這個函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，而被調(diào)用的函數(shù)就是我們通常所說的回調(diào)函數(shù)了。
下面給個回調(diào)函數(shù)使用的小例子：
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
//相當(dāng)于我們提到的系統(tǒng)API
mainFunc( void* userFunc )//當(dāng)然參數(shù)不會這么簡單，只是模擬
{
while (...)
{
printf("ok!");
//調(diào)用回調(diào)函數(shù)了
if (userFunc!=NULL)
userFunc();
}
}
可以看出MainFunc可以根據(jù)函數(shù)userFunc的地址調(diào)用它。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
這樣使用者只需要定義一個函數(shù)：void myFunc()，然后按照mainFunc(&myFunc)(&只表示傳遞的是函數(shù)的地址，無具體含義)，就可以讓我們的mainFunc來調(diào)用myFunc從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，這樣當(dāng)然可以完成我們預(yù)期的目的－擴(kuò)展現(xiàn)有系統(tǒng)。
在windows系統(tǒng)中，支持這種回調(diào)機(jī)制的系統(tǒng)API不占少數(shù)，像實(shí)現(xiàn)ListControl排序的SortItem()函數(shù)，還有操作Font使用的函數(shù)EnumFontFamilies()都有提供這種回調(diào)機(jī)制，使得我們的用戶有機(jī)會添加自己期望的功能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，使用回調(diào)函數(shù)并不是一個輕松的事情，如果我們的系統(tǒng)中存在了大量的回調(diào)函數(shù)是很難管理的，這個就與系統(tǒng)中存在大量全局變量一樣，出現(xiàn)多個函數(shù)爭相訪問同一個變量我們就很難使用簡單的邏輯來處理，容易陷入混亂，因此，盡管回調(diào)機(jī)制可以在某種程度上達(dá)到我們的目的，但切不可亂加使用，不然后果很難預(yù)料。
當(dāng)然至于詳細(xì)的回調(diào)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，還需要大家潛心研究，這里我只是總結(jié)一下：
1 回調(diào)函數(shù)是由開發(fā)者按照一定的原型進(jìn)行定義的函數(shù)(每個回調(diào)函數(shù)都必須遵循這個原型來設(shè)計(jì))
例如：
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
BOOL CALLBACK DialogProc(
HWND hwndDlg, // handle of dialog box
UINT uMsg, // message
WPARAM wParam, // first message parameter
LPARAM lParam // second message parameter
);
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
說明：
回調(diào)函數(shù)必須有關(guān)鍵詞 CALLBACK
回調(diào)函數(shù)本身必須是全局函數(shù)或者靜態(tài)函數(shù)，不可定義為某個特定的類的成員函數(shù)
2 回調(diào)函數(shù)并不由開發(fā)者直接調(diào)用執(zhí)行(只是使用系統(tǒng)接口API函數(shù)作為起點(diǎn))
3 回調(diào)函數(shù)通常作為參數(shù)傳遞給系統(tǒng)API，由該API來調(diào)用
4 回調(diào)函數(shù)可能被系統(tǒng)API調(diào)用一次，也可能被循環(huán)調(diào)用多次(SortItem就是自調(diào)用)
最后說句題外話，其實(shí)windows系統(tǒng)中還有另一種機(jī)制－消息機(jī)制，也是一個比較不錯的工具，能夠?yàn)楹芏鄬?shí)際的問題提供解決方法，這個以后再總結(jié)了。
在C++中，內(nèi)存分成5個區(qū)，他們分別是堆、棧、自由存儲區(qū)、全局/靜態(tài)存儲區(qū)和常量存儲區(qū)。
棧，就是那些由編譯器在需要的時(shí)候分配，在不需要的時(shí)候自動清楚的變量的存儲區(qū)。里面的變量通常是局部變量、函數(shù)參數(shù)等。
堆，就是那些由new分配的內(nèi)存塊，他們的釋放編譯器不去管，由我們的應(yīng)用程序去控制，一般一個new就要對應(yīng)一個delete。如果程序員沒有釋放掉，那么在程序結(jié)束后，操作系統(tǒng)會自動回收。
自由存儲區(qū)，就是那些由malloc等分配的內(nèi)存塊，他和堆是十分相似的，不過它是用free來結(jié)束自己的生命的。
全局/靜態(tài)存儲區(qū)，全局變量和靜態(tài)變量被分配到同一塊內(nèi)存中，在以前的C語言中，全局變量又分為初始化的和未初始化的，在C++里面沒有這個區(qū)分了，他們共同占用同一塊內(nèi)存區(qū)。
常量存儲區(qū)，這是一塊比較特殊的存儲區(qū)，他們里面存放的是常量，不允許修改（當(dāng)然，你要通過非正當(dāng)手段也可以修改，而且方法很多）
明確區(qū)分堆與棧
在bbs上，堆與棧的區(qū)分問題，似乎是一個永恒的話題，由此可見，初學(xué)者對此往往是混淆不清的，所以我決定拿他第一個開刀。
首先，我們舉一個例子：
void f() { int* p=new int[5]; }
這條短短的一句話就包含了堆與棧，看到new，我們首先就應(yīng)該想到，我們分配了一塊堆內(nèi)存，那么指針p呢？他分配的是一塊棧內(nèi)存，所以這句話的意思就是：在棧內(nèi)存中存放了一個指向一塊堆內(nèi)存的指針p。在程序會先確定在堆中分配內(nèi)存的大小，然后調(diào)用operator new分配內(nèi)存，然后返回這塊內(nèi)存的首地址，放入棧中，他在VC6下的匯編代碼如下：
00401028 push 14h
0040102A call operator new (00401060)
0040102F add esp,4
00401032 mov dword ptr [ebp-8],eax
00401035 mov eax,dword ptr [ebp-8]
00401038 mov dword ptr [ebp-4],eax
這里，我們?yōu)榱撕唵尾]有釋放內(nèi)存，那么該怎么去釋放呢？是delete p么？澳，錯了，應(yīng)該是delete []p，這是為了告訴編譯器：我刪除的是一個數(shù)組，VC6就會根據(jù)相應(yīng)的Cookie信息去進(jìn)行釋放內(nèi)存的工作。
好了，我們回到我們的主題：堆和棧究竟有什么區(qū)別？
主要的區(qū)別由以下幾點(diǎn)：
1、管理方式不同；
2、空間大小不同；
3、能否產(chǎn)生碎片不同；
4、生長方向不同；
5、分配方式不同；
6、分配效率不同；
管理方式：對于棧來講，是由編譯器自動管理，無需我們手工控制；對于堆來說，釋放工作由程序員控制，容易產(chǎn)生memory leak。
空間大小：一般來講在32位系統(tǒng)下，堆內(nèi)存可以達(dá)到4G的空間，從這個角度來看堆內(nèi)存幾乎是沒有什么限制的。但是對于棧來講，一般都是有一定的空間大小的，例如，在VC6下面，默認(rèn)的棧空間大小是1M（好像是，記不清楚了）。當(dāng)然，我們可以修改：
打開工程，依次操作菜單如下：Project->Setting->Link，在Category 中選中Output，然后在Reserve中設(shè)定堆棧的最大值和commit。
注意：reserve最小值為4Byte；commit是保留在虛擬內(nèi)存的頁文件里面，它設(shè)置的較大會使棧開辟較大的值，可能增加內(nèi)存的開銷和啟動時(shí)間。
碎片問題：對于堆來講，頻繁的new/delete勢必會造成內(nèi)存空間的不連續(xù)，從而造成大量的碎片，使程序效率降低。對于棧來講，則不會存在這個問題，因?yàn)闂Ｊ窍冗M(jìn)后出的隊(duì)列，他們是如此的一一對應(yīng)，以至于永遠(yuǎn)都不可能有一個內(nèi)存塊從棧中間彈出，在他彈出之前，在他上面的后進(jìn)的棧內(nèi)容已經(jīng)被彈出，詳細(xì)的可以參考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這里我們就不再一一討論了。
生長方向：對于堆來講，生長方向是向上的，也就是向著內(nèi)存地址增加的方向；對于棧來講，它的生長方向是向下的，是向著內(nèi)存地址減小的方向增長。
分配方式：堆都是動態(tài)分配的，沒有靜態(tài)分配的堆。棧有2種分配方式：靜態(tài)分配和動態(tài)分配。靜態(tài)分配是編譯器完成的，比如局部變量的分配。動態(tài)分配由alloca函數(shù)進(jìn)行分配，但是棧的動態(tài)分配和堆是不同的，他的動態(tài)分配是由編譯器進(jìn)行釋放，無需我們手工實(shí)現(xiàn)。
分配效率：棧是機(jī)器系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)會在底層對棧提供支持：分配專門的寄存器存放棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令執(zhí)行，這就決定了棧的效率比較高。堆則是C/C++函數(shù)庫提供的，它的機(jī)制是很復(fù)雜的，例如為了分配一塊內(nèi)存，庫函數(shù)會按照一定的算法（具體的算法可以參考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/操作系統(tǒng)）在堆內(nèi)存中搜索可用的足夠大小的空間，如果沒有足夠大小的空間（可能是由于內(nèi)存碎片太多），就有可能調(diào)用系統(tǒng)功能去增加程序數(shù)據(jù)段的內(nèi)存空間，這樣就有機(jī)會分到足夠大小的內(nèi)存，然后進(jìn)行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。
從這里我們可以看到，堆和棧相比，由于大量new/delete的使用，容易造成大量的內(nèi)存碎片；由于沒有專門的系統(tǒng)支持，效率很低；由于可能引發(fā)用戶態(tài)和核心態(tài)的切換，內(nèi)存的申請，代價(jià)變得更加昂貴。所以棧在程序中是應(yīng)用最廣泛的，就算是函數(shù)的調(diào)用也利用棧去完成，函數(shù)調(diào)用過程中的參數(shù)，返回地址，EBP和局部變量都采用棧的方式存放。所以，我們推薦大家盡量用棧，而不是用堆。
雖然棧有如此眾多的好處，但是由于和堆相比不是那么靈活，有時(shí)候分配大量的內(nèi)存空間，還是用堆好一些。
無論是堆還是棧，都要防止越界現(xiàn)象的發(fā)生（除非你是故意使其越界），因?yàn)樵浇绲慕Y(jié)果要么是程序崩潰，要么是摧毀程序的堆、棧結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生以想不到的結(jié)果,就算是在你的程序運(yùn)行過程中，沒有發(fā)生上面的問題，你還是要小心，說不定什么時(shí)候就崩掉，那時(shí)候debug可是相當(dāng)困難的：）
對了，還有一件事，如果有人把堆棧合起來說，那它的意思是棧，可不是堆，呵呵，清楚了？
static用來控制變量的存儲方式和可見性
函數(shù)內(nèi)部定義的變量，在程序執(zhí)行到它的定義處時(shí)，編譯器為它在棧上分配空間，函數(shù)在棧上分配的空間在此函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)會釋放掉，這樣就產(chǎn)生了一個問題: 如果想將函數(shù)中此變量的值保存至下一次調(diào)用時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)？ 最容易想到的方法是定義一個全局的變量，但定義為一個全局變量有許多缺點(diǎn)，最明顯的缺點(diǎn)是破壞了此變量的訪問范圍（使得在此函數(shù)中定義的變量，不僅僅受此函數(shù)控制）。
需要一個數(shù)據(jù)對象為整個類而非某個對象服務(wù),同時(shí)又力求不破壞類的封裝性,即要求此成員隱藏在類的內(nèi)部，對外不可見。
static的內(nèi)部機(jī)制：
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員要在程序一開始運(yùn)行時(shí)就必須存在。因?yàn)楹瘮?shù)在程序運(yùn)行中被調(diào)用，所以靜態(tài)數(shù)據(jù)成員不能在任何函數(shù)內(nèi)分配空間和初始化。
這樣，它的空間分配有三個可能的地方，一是作為類的外部接口的頭文件，那里有類聲明；二是類定義的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，那里有類的成員函數(shù)定義；三是應(yīng)用程序的main（）函數(shù)前的全局?jǐn)?shù)據(jù)聲明和定義處。
靜態(tài)數(shù)據(jù)成員要實(shí)際地分配空間，故不能在類的聲明中定義（只能聲明數(shù)據(jù)成員）。類聲明只聲明一個類的“尺寸和規(guī)格”，并不進(jìn)行實(shí)際的內(nèi)存分配，所以在類聲明中寫成定義是錯誤的。它也不能在頭文件中類聲明的外部定義，因?yàn)槟菚斐稍诙鄠€使用該類的源文件中，對其重復(fù)定義。
static被引入以告知編譯器，將變量存儲在程序的靜態(tài)存儲區(qū)而非棧上空間，靜態(tài)
數(shù)據(jù)成員按定義出現(xiàn)的先后順序依次初始化，注意靜態(tài)成員嵌套時(shí)，要保證所嵌套的成員已經(jīng)初始化了。消除時(shí)的順序是初始化的反順序。
static的優(yōu)勢：
可以節(jié)省內(nèi)存，因?yàn)樗撬袑ο笏械模虼耍瑢Χ鄠€對象來說，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員只存儲一處，供所有對象共用。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值對每個對象都是一樣，但它的值是可以更新的。只要對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值更新一次，保證所有對象存取更新后的相同的值，這樣可以提高時(shí)間效率。
引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員時(shí)，采用如下格式：
<類名>::<靜態(tài)成員名>
如果靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的訪問權(quán)限允許的話(即public的成員)，可在程序中，按上述格式
來引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。
PS:
(1)類的靜態(tài)成員函數(shù)是屬于整個類而非類的對象，所以它沒有this指針，這就導(dǎo)致
了它僅能訪問類的靜態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)成員函數(shù)。
(2)不能將靜態(tài)成員函數(shù)定義為虛函數(shù)。
(3)由于靜態(tài)成員聲明于類中，操作于其外，所以對其取地址操作，就多少有些特殊
，變量地址是指向其數(shù)據(jù)類型的指針 ，函數(shù)地址類型是一個“nonmember函數(shù)指針”。
(4)由于靜態(tài)成員函數(shù)沒有this指針，所以就差不多等同于nonmember函數(shù)，結(jié)果就
產(chǎn)生了一個意想不到的好處：成為一個callback函數(shù)，使得我們得以將C++和C-based X W
indow系統(tǒng)結(jié)合，同時(shí)也成功的應(yīng)用于線程函數(shù)身上。
(5)static并沒有增加程序的時(shí)空開銷，相反她還縮短了子類對父類靜態(tài)成員的訪問
時(shí)間，節(jié)省了子類的內(nèi)存空間。
(6)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在<定義或說明>時(shí)前面加關(guān)鍵字static。
(7)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是靜態(tài)存儲的，所以必須對它進(jìn)行初始化。
(8)靜態(tài)成員初始化與一般數(shù)據(jù)成員初始化不同:
初始化在類體外進(jìn)行，而前面不加static，以免與一般靜態(tài)變量或?qū)ο笙嗷煜?BR> 初始化時(shí)不加該成員的訪問權(quán)限控制符private，public等；
初始化時(shí)使用作用域運(yùn)算符來標(biāo)明它所屬類；
所以我們得出靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化的格式：
<數(shù)據(jù)類型><類名>::<靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名>=<值>
(9)為了防止父類的影響，可以在子類定義一個與父類相同的靜態(tài)變量，以屏蔽父類的影響。這里有一點(diǎn)需要注意：我們說靜態(tài)成員為父類和子類共享，但我們有重復(fù)定義了靜態(tài)成員，這會不會引起錯誤呢？不會，我們的編譯器采用了一種絕妙的手法：name-mangling 用以生成唯一的標(biāo)志。
在國內(nèi)的C++圖書中，關(guān)于構(gòu)造函數(shù)的說明，要么是錯誤的，要么沒有真正說清楚構(gòu)造函數(shù)的作用，因此在我的視頻中，對構(gòu)造函數(shù)的講解，也有一部分錯誤的敘述。對于C++構(gòu)造函數(shù)一些錯誤認(rèn)識的傳播，我也相當(dāng)于起了推波助瀾的作用，在此反省一下，并給出正確的敘述。
（感謝西安軟件園的王先生為我指出錯誤，感謝網(wǎng)友backer幫助我找出正確的答案。）
在光盤VC02中，在介紹構(gòu)造函數(shù)時(shí)，我說：“構(gòu)造函數(shù)最重要的作用是創(chuàng)建對象本身，對象內(nèi)存的分配由構(gòu)造函數(shù)來完成的”，這句話是錯的，對象內(nèi)存的分配和構(gòu)造函數(shù)沒有關(guān)系，對象內(nèi)存的分配是由編譯器來完成的，構(gòu)造函數(shù)的作用是對對象本身做初始化工作，也就是給用戶提供初始化類中成員變量的一種方式，在類對象有虛表的情況下，構(gòu)造函數(shù)還對虛表進(jìn)行初始化。
另外，我說：“C++又規(guī)定，如果一個類沒有提供任何的構(gòu)造函數(shù)，則C++提供一個默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)（由C++編譯器提供）”，這句話也是錯誤的，正確的是：
如果一個類中沒有定義任何的構(gòu)造函數(shù)，那么編譯器只有在以下三種情況，才會提供默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)：
1、如果類有虛擬成員函數(shù)或者虛擬繼承父類（即有虛擬基類）時(shí)；
2、如果類的基類有構(gòu)造函數(shù)（可以是用戶定義的構(gòu)造函數(shù)，或編譯器提供的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)）；
3、在類中的所有非靜態(tài)的對象數(shù)據(jù)成員，它們對應(yīng)的類中有構(gòu)造函數(shù)（可以是用戶定義的構(gòu)造函數(shù)，或編譯器提供的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)）。
――即VC++視頻第三課this指針詳細(xì)說明
作者：孫鑫 時(shí)間：2006年1月12日星期四
要更好地理解C++的多態(tài)性，我們需要弄清楚函數(shù)覆蓋的調(diào)用機(jī)制，因此，首先我們介紹一下函數(shù)的覆蓋。
1. 函數(shù)的覆蓋
我們先看一個例子：
#include <iostream.h>
class animal
{
public:
void sleep()
{
cout<<"animal sleep"<<endl;
}
void breathe()
{
cout<<"animal breathe"<<endl;
}
};
class fish:public animal
{
public:
void breathe()
{
cout<<"fish bubble"<<endl;
}
};
void main()
{
fish fh;
animal *pAn=&fh;
pAn->breathe();
注意，在例1-1的程序中沒有定義虛函數(shù)。考慮一下例1-1的程序執(zhí)行的結(jié)果是什么？
答案是輸出：animal breathe
在類fish中重寫了breathe()函數(shù)，我們可以稱為函數(shù)的覆蓋。在main()函數(shù)中首先定義了一個fish對象fh，接著定義了一個指向animal的指針變量pAn，將fh的地址賦給了指針變量pAn，然后利用該變量調(diào)用pAn->breathe()。許多學(xué)員往往將這種情況和C++的多態(tài)性搞混淆，認(rèn)為fh實(shí)際上是fish類的對象，應(yīng)該是調(diào)用fish類的breathe()，輸出“fish bubble”，然后結(jié)果卻不是這樣。下面我們從兩個方面來講述原因。
1、 編譯的角度
C++編譯器在編譯的時(shí)候，要確定每個對象調(diào)用的函數(shù)的地址，這稱為早期綁定（early binding），當(dāng)我們將fish類的對象fh的地址賦給pAn時(shí)，C++編譯器進(jìn)行了類型轉(zhuǎn)換，此時(shí)C++編譯器認(rèn)為變量pAn保存就是animal對象的地址。當(dāng)在main()函數(shù)中執(zhí)行pAn->breathe()時(shí)，調(diào)用的當(dāng)然就是animal對象的breathe函數(shù)。
2、 內(nèi)存模型的角度
我們給出了fish對象內(nèi)存模型，如下圖所示：
圖1- 1 fish類對象的內(nèi)存模型
我們構(gòu)造fish類的對象時(shí)，首先要調(diào)用animal類的構(gòu)造函數(shù)去構(gòu)造animal類的對象，然后才調(diào)用fish類的構(gòu)造函數(shù)完成自身部分的構(gòu)造，從而拼接出一個完整的fish對象。當(dāng)我們將fish類的對象轉(zhuǎn)換為animal類型時(shí)，該對象就被認(rèn)為是原對象整個內(nèi)存模型的上半部分，也就是圖1-1中的“animal的對象所占內(nèi)存”。那么當(dāng)我們利用類型轉(zhuǎn)換后的對象指針去調(diào)用它的方法時(shí)，當(dāng)然也就是調(diào)用它所在的內(nèi)存中的方法。因此，出現(xiàn)圖2.13所示的結(jié)果，也就順理成章了。
2. 多態(tài)性和虛函數(shù)
正如很多學(xué)員所想，在例1-1的程序中，我們知道pAn實(shí)際指向的是fish類的對象，我們希望輸出的結(jié)果是魚的呼吸方法，即調(diào)用fish類的breathe方法。這個時(shí)候，就該輪到虛函數(shù)登場了。
前面輸出的結(jié)果是因?yàn)榫幾g器在編譯的時(shí)候，就已經(jīng)確定了對象調(diào)用的函數(shù)的地址，要解決這個問題就要使用遲綁定（late binding）技術(shù)。當(dāng)編譯器使用遲綁定時(shí)，就會在運(yùn)行時(shí)再去確定對象的類型以及正確的調(diào)用函數(shù)。而要讓編譯器采用遲綁定，就要在基類中聲明函數(shù)時(shí)使用virtual關(guān)鍵字（注意，這是必須的，很多學(xué)員就是因?yàn)闆]有使用虛函數(shù)而寫出很多錯誤的例子），這樣的函數(shù)我們稱為虛函數(shù)。一旦某個函數(shù)在基類中聲明為virtual，那么在所有的派生類中該函數(shù)都是virtual，而不需要再顯示的聲明為virtual。
下面修改例1-1的代碼，將animal類中的breathe()函數(shù)聲明為virtual，如下：
#include <iostream.h>
class animal
{
public:
void sleep()
{
cout<<"animal sleep"<<endl;
}
virtual void breathe()
{
cout<<"animal breathe"<<endl;
}
};
class fish:public animal
{
public:
void breathe()
{
cout<<"fish bubble"<<endl;
}
};
void main()
{
fish fh;
animal *pAn=&fh;
pAn->breathe();
大家可以再次運(yùn)行這個程序，你會發(fā)現(xiàn)結(jié)果是“fish bubble”，也就是根據(jù)對象的類型調(diào)用了正確的函數(shù)。
那么當(dāng)我們將breathe()聲明為virtual時(shí)，在背后發(fā)生了什么呢？
編譯器在編譯的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)animal類中有虛函數(shù)，此時(shí)編譯器會為每個包含虛函數(shù)的類創(chuàng)建一個虛表（即vtable），該表是一個一維數(shù)組，在這個數(shù)組中存放每個虛函數(shù)的地址。對于例1-2的程序，animal和fish類都包含了一個虛函數(shù)breathe()，因此編譯器會為這兩個類都建立一個虛表，如下圖所示：
圖1- 2 animal類和fish類的虛表
那么如何定位虛表呢？編譯器另外還為每個類提供了一個虛表指針（即vptr），這個指針指向了對象的虛表。在程序運(yùn)行時(shí)，根據(jù)對象的類型去初始化vptr，從而讓vptr正確的指向所屬類的虛表，從而在調(diào)用虛函數(shù)時(shí)，就能夠找到正確的函數(shù)。對于例1-2的程序，由于pAn實(shí)際指向的對象類型是fish，因此vptr指向的fish類的vtable，當(dāng)調(diào)用pAn->breathe()時(shí)，根據(jù)虛表中的函數(shù)地址找到的就是fish類的breathe()函數(shù)。
正是由于每個對象調(diào)用的虛函數(shù)都是通過虛表指針來索引的，也就決定了虛表指針的正確初始化是非常重要的。換句話說，在虛表指針沒有正確初始化之前，我們不能夠去調(diào)用虛函數(shù)。那么虛表指針在什么時(shí)候，或者說在什么地方初始化呢？
答案是在構(gòu)造函數(shù)中進(jìn)行虛表的創(chuàng)建和虛表指針的初始化。還記得構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用順序嗎，在構(gòu)造子類對象時(shí)，要先調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)，此時(shí)編譯器只“看到了”父類，并不知道后面是否后還有繼承者，它初始化父類的虛表指針，該虛表指針指向父類的虛表。當(dāng)執(zhí)行子類的構(gòu)造函數(shù)時(shí)，子類的虛表指針被初始化，指向自身的虛表。對于例2-2的程序來說，當(dāng)fish類的fh對象構(gòu)造完畢后，其內(nèi)部的虛表指針也就被初始化為指向fish類的虛表。在類型轉(zhuǎn)換后，調(diào)用pAn->breathe()，由于pAn實(shí)際指向的是fish類的對象，該對象內(nèi)部的虛表指針指向的是fish類的虛表，因此最終調(diào)用的是fish類的breathe()函數(shù)。
要注意：對于虛函數(shù)調(diào)用來說，每一個對象內(nèi)部都有一個虛表指針，該虛表指針被初始化為本類的虛表。所以在程序中，不管你的對象類型如何轉(zhuǎn)換，但該對象內(nèi)部的虛表指針是固定的，所以呢，才能實(shí)現(xiàn)動態(tài)的對象函數(shù)調(diào)用，這就是C++多態(tài)性實(shí)現(xiàn)的原理。
總結(jié)（基類有虛函數(shù)）：
1、 每一個類都有虛表。
2、 虛表可以繼承，如果子類沒有重寫虛函數(shù)，那么子類虛表中仍然會有該函數(shù)的地址，只不過這個地址指向的是基類的虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)。如果基類3個虛函數(shù)，那么基類的虛表中就有三項(xiàng)（虛函數(shù)地址），派生類也會有虛表，至少有三項(xiàng)，如果重寫了相應(yīng)的虛函數(shù)，那么虛表中的地址就會改變，指向自身的虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)。如果派生類有自己的虛函數(shù)，那么虛表中就會添加該項(xiàng)。
3、 派生類的虛表中虛函數(shù)地址的排列順序和基類的虛表中虛函數(shù)地址排列順序相同。
3. VC視頻第三課this指針說明
我在論壇的VC教學(xué)視頻版面發(fā)了帖子，是模擬MFC類庫的例子寫的，主要是說明在基類的構(gòu)造函數(shù)中保存的this指針是指向子類的，我們在看一下這個例子：
#include <iostream.h>
class base;
base * pbase;
class base
{
public:
base()
{
pbase=this;
}
virtual void fn()
{
cout<<"base"<<endl;
}
};
class derived:public base
{
void fn()
{
cout<<"derived"<<endl;
}
};
derived aa;
void main()
{
pbase->fn();
我在base類的構(gòu)造函數(shù)中將this指針保存到pbase全局變量中。在定義全局對象aa，即調(diào)用derived aa;時(shí)，要調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，先構(gòu)造基類的部分，然后是子類的部分，由這兩部分拼接出完整的對象aa。這個this指針指向的當(dāng)然也就是aa對象，那么我們main()函數(shù)中利用pbase調(diào)用fn()，因?yàn)?FONT face="Times New Roman">pbase實(shí)際指向的是aa對象，而aa對象內(nèi)部的虛表指針指向的是自身的虛表，最終調(diào)用的當(dāng)然是derived類中的fn()函數(shù)。
在這個例子中，由于我的疏忽，在derived類中聲明fn()函數(shù)時(shí)，忘了加public關(guān)鍵字，導(dǎo)致聲明為了private（默認(rèn)為private），但通過前面我們所講述的虛函數(shù)調(diào)用機(jī)制，我們也就明白了這個地方并不影響它輸出正確的結(jié)果。不知道這算不算C++的一個Bug，因?yàn)樘摵瘮?shù)的調(diào)用是在運(yùn)行時(shí)確定調(diào)用哪一個函數(shù)，所以編譯器在編譯時(shí)，并不知道pbase指向的是aa對象，所以導(dǎo)致這個奇怪現(xiàn)象的發(fā)生。如果你直接用aa對象去調(diào)用，由于對象類型是確定的（注意aa是對象變量，不是指針變量），編譯器往往會采用早期綁定，在編譯時(shí)確定調(diào)用的函數(shù)，于是就會發(fā)現(xiàn)fn()是私有的，不能直接調(diào)用。：）
許多學(xué)員在寫這個例子時(shí)，直接在基類的構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用虛函數(shù)，前面已經(jīng)說了，在調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)時(shí)，編譯器只“看到了”父類，并不知道后面是否后還有繼承者，它只是初始化父類的虛表指針，讓該虛表指針指向父類的虛表，所以你看到結(jié)果當(dāng)然不正確。只有在子類的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用完畢后，整個虛表才構(gòu)建完畢，此時(shí)才能真正應(yīng)用C++的多態(tài)性。換句話說，我們不要在構(gòu)造函數(shù)中去調(diào)用虛函數(shù)，當(dāng)然如果你只是想調(diào)用本類的函數(shù)，也無所謂。
4. 參考資料：
1、文章《在VC6.0中虛函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方法》，作者：backer ，網(wǎng)址：
http://www.mybole.com.cn/bbs/dispbbs.asp?boardid=4&id=1012&star=1
2、書《C++編程思想》 機(jī)械工業(yè)出版社
5. 后記
本想再寫詳細(xì)些，發(fā)現(xiàn)時(shí)間不夠，總是有很多事情，在加上水平也有限，想想還是以后再說吧。不過我相信，這些內(nèi)容也能夠幫助大家很好的理解了。也歡迎網(wǎng)友能夠繼續(xù)補(bǔ)充，大家可以鼓動鼓動backer，讓他從匯編的角度再給一個說明，哈哈，別說我說的。
我畢業(yè)于東華大學(xué)服裝設(shè)計(jì)與工程,畢業(yè)后在一家服裝CAD公司做售后服務(wù)工程師.
離開這家公司后感覺,終于感覺又長大拉,也又老拉.
之后來到一家外資公司,還不錯.也沒有什么可忙的.
想到自己一直想編個小軟件(服裝繪圖方面)的,前一段時(shí)間
比較忙,現(xiàn)在可以靜心下來學(xué)習(xí)一下基本理論.就建立了這個Blog
也學(xué)學(xué)時(shí)髦吧.
今年1月我女兒生拉,真挺高興的.