C++知识点之 虚函数表

为了实现多态，我们可以通过基类定义虚函数，派生类重写的方式实现多态。只要一个类声明了虚函数，就会为该类生成一个虚函数表。虚函数表保存了虚函数的地址。当该类实例化了，编译器就会创建这个虚函数表。并为每个对象指向该表。

虚函数表的组成

每个虚函数表包含指向类中所有虚函数的指针。每个虚函数在表中的位置是固定的，与在类中的声明顺序一致。

如果类有虚析构函数，虚函数表中会包含指向该析构函数的指针，确保在通过基类指针删除派生类对象时能正确调用析构函数。

对于包含纯虚函数的类，虚函数表中可能会有指向一个特殊的实现或标记，表示该函数是纯虚的。

基类指针指向派生类

当派生类被构造的时候，就生成了自己的虚函数表和虚指针。即使有一个基类类型的指针指向派生类对象，当调用虚函数时，通过虚指针查找的虚函数表还是派生类的虚函数表，因此执行的还是派生类的函数。

如果没有定义为虚函数，则基类指针运行成员函数一定是基类的成员函数。编译器在编译的时候就已经进行了函数地址的绑定（早绑定），而不是在需要时查询。

编译器处理虚函数表

派生类建立虚函数表三个步骤：

1. 拷贝基类的虚函数表。多继承则拷贝每一个基类的虚函数表。

2. 派生类和基类共用一个表，则称该基类为派生类的主基类。

3. 查看派生类是否重写基类中的虚函数，如果有，就替换表中对应的函数为已经重写的虚函数。派生类是否有自己的虚函数，如果有，则追加自身的虚函数到自身的虚函数表中。

class Base {
public:
    virtual void func1() {
        cout << "Base func1" << endl;
    }
    virtual void func2() {
        cout << "Base func2" << endl;
    }
    virtual ~Base() {}
};

class Derived : public Base {
public:
    void func1() override {
        cout << "Derived func1" << endl;
    }
    virtual void func3() {  // 将 func3 声明为虚函数
        cout << "Derived func3" << endl;
    }
};