虛函數(shù)的作用和實現(xiàn)原理介紹

C++的多態(tài)分為靜態(tài)多態(tài)(編譯時多態(tài))和動態(tài)多態(tài)(運行時多態(tài))兩大類。靜態(tài)多態(tài)通過重載、模板來實現(xiàn)；動態(tài)多態(tài)就是通過本文的主角虛函數(shù)來體現(xiàn)的。

虛函數(shù)實現(xiàn)原理：包括虛函數(shù)表、虛函數(shù)指針等。

虛函數(shù)的作用說白了就是：當調(diào)用一個虛函數(shù)時，被執(zhí)行的代碼必須和調(diào)用函數(shù)的對象的動態(tài)類型相一致。編譯器需要做的就是如何高效的實現(xiàn)提供這種特性。不同編譯器實現(xiàn)細節(jié)也不相同。大多數(shù)編譯器通過vtbl(virtual table)和vptr(virtual table pointer)來實現(xiàn)的。 當一個類聲明了虛函數(shù)或者繼承了虛函數(shù)，這個類就會有自己的vtbl。vtbl實際上就是一個函數(shù)指針數(shù)組，有的編譯器用的是鏈表，不過方法都是差不多。vtbl數(shù)組中的每一個元素對應(yīng)一個函數(shù)指針指向該類的一個虛函數(shù)，同時該類的每一個對象都會包含一個vptr，vptr指向該vtbl的地址。

每個聲明了虛函數(shù)或者繼承了虛函數(shù)的類，都會有一個自己的vtbl。

同時該類的每個對象都會包含一個vptr去指向該vtbl。

虛函數(shù)按照其聲明順序放于vtbl表中, vtbl數(shù)組中的每一個元素對應(yīng)一個函數(shù)指針指向該類的虛函數(shù)。

如果子類覆蓋了父類的虛函數(shù)，將被放到了虛表中原來父類虛函數(shù)的位置。

在多繼承的情況下，每個父類都有自己的虛表。子類的成員函數(shù)被放到了第一個父類的表中。


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