C++的虚函数(Virtual Function)是通过一张虚函数表(Virtual Table)来实现的。简称为V-Table。在这个表中，主要是一个类的虚函数的地址表，这张表解决了继承、覆盖(override)的问题，保证其能真实的反应实际的函数。这样，在有虚函数的类的实例中这张表被分配在了这个实例的内存中，所以当我们用父类的指针操作一个子类的时候，这张虚函数表就显得尤为重要了，他就像一个地图一样，指明了实际所应该调用的函数。
说明：虚函数表中只存有一个虚函数的指针地址，不存放普通函数或是构造函数的指针地址。只要有虚函数，C++类都会存在这样的一张虚函数表，不管是普通虚函数 亦或 是 纯虚函数，亦或是 派生类中隐式声明的这些虚函数都会 生成这张虚函数表。
虚函数表创建的时间：在一个类构造的时候，创建这张虚函数表，而这个虚函数表是供整个类所共有的。虚函数表存储在对象最开始的位置。
首先了解下这张虚函数表：虚函数表其实就是函数指针的地址。函数调用的时候，通过函数指针所指向的函数来调用函数。
1、无继承情况
#include <iostream>
using namespace std;
class Base
{
public:
Base(){cout<<"Base construct"<<endl;}
virtual void f() {cout<<"Base::f()"<<endl;}
virtual void g() {cout<<"Base::g()"<<endl;}
virtual void h() {cout<<"Base::h()"<<endl;}
virtual ~Base(){}
};
int main()
{
typedef void (*Fun)(); //定义一个函数指针类型变量类型 Fun
Base *b = new Base();
//虚函数表存储在对象最开始的位置
//将对象的首地址输出
cout<<"首地址："<<*(int*)(&b)<<endl;
Fun funf = (Fun)(*(int*)*(int*)b);
Fun fung = (Fun)(*((int*)*(int*)b+1));//地址内的值 即为函数指针的地址，将函数指针的地址存储在了虚函数表中了
Fun funh = (Fun)(*((int *)*(int *)b+2));
funf();
fung();
funh();
cout<<(Fun)(*((int*)*(int*)b+4))<<endl; //最后一个位置为0 表明虚函数表结束 +4是因为定义了一个 虚析构函数
delete b;
return 0;
}
注意：在上面这个图中，虚函数表中最后一个节点相当于字符串的结束符，其标志了虚函数表的结束，在Codeblocks下打印为0。
https://img-my.csdn.net/uploads/201210/17/1350454384_3279.PNG
Base::~Base()在Base::h()后边
2、继承，无虚函数覆盖的情形
#include <iostream>
using namespace std;
class Base {
public:
virtual void f() { cout << "Base::f()" << endl; }
virtual void g() { cout << "Base::g()" << endl; }
virtual void h() { cout << "Base::h()" << endl; }
};
class Derive: public Base {
virtual void f1() { cout << "Derive::f1()" << endl; }
virtual void g1() { cout << "Derive::g1()" << endl; }
virtual void h1() { cout << "Derive::h1()" << endl; }
};
int main()
{
typedef void (*Fun)();
Base *b = new Derive;
cout << *(int*)b << endl;
Fun funf = (Fun)(*(int*)*(int*)b);
Fun fung = (Fun)(*((int*)*(int*)b + 1));
Fun funh = (Fun)(*((int*)*(int*)b + 2));
Fun funf1 = (Fun)(*((int*)*(int*)b + 3));
Fun fung1 = (Fun)(*((int*)*(int*)b + 4));
Fun funh1 = (Fun)(*((int*)*(int*)b + 5));
funf(); // Base::f()
fung(); // Base::g()
funh(); // Base::h()
funf1(); // Derive::f1()
fung1(); // Derive::g1()
funh1(); // Derive::h1()
cout << (Fun)(*((int*)*(int*)b + 6));
return 0;
}
image
从表上可以看出
1、虚函数按照声明的顺序放在表中。
2、父类的虚函数在子类的虚函数前面。
3. 继承，虚函数覆盖的情形
#include <iostream>
using namespace std;
class Base {
public:
virtual void f() { cout << "Base::f()" << endl; }
virtual void g() { cout << "Base::g()" << endl; }
virtual void h() { cout << "Base::h()" << endl; }
};
class Derive: public Base {
virtual void f() { cout << "Derive::f()" << endl; }
virtual void g1() { cout << "Derive::g1()" << endl; }
virtual void h1() { cout << "Derive::h1()" << endl; }
};
int main()
{
typedef void (*Fun)();
Base *b = new Derive;
cout << *(int*)b << endl;
Fun funf = (Fun)(*(int*)*(int*)b);
Fun fung = (Fun)(*((int*)*(int*)b + 1));
Fun funh = (Fun)(*((int*)*(int*)b + 2));
Fun fung1 = (Fun)(*((int*)*(int*)b + 3));
Fun funh1 = (Fun)(*((int*)*(int*)b + 4));
funf(); // Derive::f()
fung(); // Base::g()
funh(); // Base::h()
fung1(); // Derive::g1()
funh1(); // Derive::h1()
cout << (Fun)(*((int*)*(int*)b + 5));
return 0;
}
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