c++中虚函数的实现详解
前言
c++分为编译时多态和运行时多态。运行时多态依赖于虚函数，大部分人或许听说过虚函数是由虚函数表+虚函数指针实现的，但，真的是这样吗？虽然c++规范有着复杂的语言细节，但底层实现机制却任由编译器厂商想象。（没准某种特殊的处理器电路结构原生支持虚函数，没准这个处理器压根不是冯纽曼型，或者将来厂商发明了比虚函数表更有效率的数据结构。）
虚函数表
封装把实例的数据和操作结合在了一起，但实例本身只有数据，没有函数，同一个类的函数是共享的。我们通过一个例子来间接证明这一点
classBase1
{
public:
inta;
voidfunc(){cout<<"heel"<<endl;}
};
Base1b1;
cout<<sizeof(b1)<<endl;
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如果类中有虚函数，则会在对象中加入一个虚函数指针，该指针指向一个虚函数表，表中是各个虚函数的地址。
+--------++---------+ |pvtbl|------>|vfunc1| +--------++---------+ |data1||vfunc2| +--------++---------+ |...||...|
当子类继承父类时，会依次覆盖虚函数表中的各个项，如果子类没有重写某项，那该项就保留。当实例化对象后，虚函数指针就作为一个隐藏数据存在于实例中。如果通过父类指针调用普通成员函数，由于普通函数和类型绑定在一起，所以仍会调用父类成员函数；如果通过父类指针调用虚函数，则会通过对象的虚指针找到虚函数表（即子类的虚函数表），定位虚函数项，实现多态。
原理是不是很简单？c++就是通过这种看似原始的方式实现高级抽象。以上是编译器的通用做法，我手上的VisualStudio2013编译器就是这么做的，为了提高性能，VS保证虚函数指针存在于对象实例中最前面位置（历史上也有编译器不这么做，好像是Borland的？）。
VisualStudio2013中的实现
来一个例子（能这么写是因为我已知了VisualStudio2013编译后对象的内存布局）
#include<iostream>
usingnamespacestd;
classBase
{
public:
typedefvoid(*func)();
virtualvoidfunc1(){cout<<"Base::func1"<<endl;}
virtualvoidfunc2(){cout<<"Base::func2"<<endl;}
virtualvoidfunc3(){cout<<"Base::func3"<<endl;}
};
classDerived:publicBase
{
public:
virtualvoidfunc1(){cout<<"Derived::func1"<<endl;}
virtualvoidfunc3(){cout<<"Derived::func3"<<endl;}
};
intmain()
{
Baseb,b1;
int**pvirtualtable1=(int**)&b;
cout<<"Baseobjectvtbladdress:"<<pvirtualtable1[0]<<endl;
int**pvirtualtable11=(int**)&b1;
cout<<"anotherBaseobjectvtbladdress:"<<pvirtualtable11[0]<<endl;
cout<<"functioninvirtualtable"<<endl;
for(inti=0;(Base::func)pvirtualtable1[0][i]!=NULL;++i)
{
autop=(Base::func)pvirtualtable1[0][i];
p();
}
cout<<endl;
Derivedd;
int**pvirtualtable2=(int**)&d;
cout<<"Derivedobjectvtbladdress:"<<pvirtualtable2[0]<<endl;
cout<<"functioninvirtualtable"<<endl;
for(inti=0;(Base::func)pvirtualtable2[0][i]!=NULL;++i)
{
autop=(Base::func)pvirtualtable2[0][i];
p();
}
cout<<endl;
}
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Baseobjectpvtbladdress:0029DA58 anotherBaseobjectpvtbladdress:0029DA58 functionaddressinvirtualtable Base::func1 Base::func2 Base::func3 Derivedobjectpvtbladdress:0029DB20 functionaddressinvirtualtable Derived::func1 Base::func2 Derived::func3
可以看到，同一类型不同实例的虚函数表是相同的，继承之后，子类有了自己的虚函数表，表也有相应的更新(Derived::func1,Derived::func3)，表中未重写的项还保留为原值(Base::func2)。
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。