C++中虚函数表的介绍

一. 多态

多态是指使用相同的函数名来访问函数不同的实现方法，可以简单地概括为“一种接口，多种方法”。C++中，支持编译时多态（静态多态，如运算符重载、函数重载）和运行时多态（动态多态，如派生类、虚函数的实现）。

静态多态与动态多态的实质区别是函数地址是早绑定还是晚绑定。如果函数的调用，在编译器编译期间就可以确定函数的调用地址，并产生代码，则是编译时多态，或者说地址是早绑定的。而如果函数调用的地址不能在编译器期间确定，需要在运行时才确定，则属于运行时多态，也就是晚绑定。

C++动态多态性是通过虚函数来实现的，虚函数允许子类（派生类）重新定义父类（基类）的成员函数，而子类重新定义父类虚函数的做法称为覆盖(override)，或称为重写。

最常见的用法是，父类（基类）指针，该指针可以指向任何子类（派生类）对象（实例），然后通过基类的指针调用实际派生类的成员函数，示例如下：

#include <iostream>using namespace std;class Base{public:    void f(int x){cout << "Base::f(int) " << x << endl;}    void f(float x){cout << "Base::f(float) " << x << endl;}    // 须有关键字virtual，此为虚函数    virtual void g(void){cout << "Base::g(void)" << endl;}}class Derive::public Base{public:    // virtual关键字，可有可无，此为虚函数    virtual void g(void){cout << "Derive::g(void)" << endl;}}int main(void){    Derive d;    Base *pb = &d;    pb->f(42);    // 运行结果：Base::f(int) 42    pb->f(3.14f); // 运行结果：Base::f(float) 3.14    pb->g();      // 运行结果：Derive::g(void)    return 0;}

二. 虚函数表

C++中的虚函数(Virtual Function)是通过一张虚函数表(Virtual Table)实现的，每个含有虚函数的类都有一张虚函数表，表中每一项是一个虚函数的地址，也就是说，虚函数表的每一项是一个虚函数的指针。

#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; }};int main(void) {     Base b;    b.f(); //"Base::f"    b.g(); //"Base::g"    b.h(); //"Base::h"    return 0;} 

Base的实例（即对象b）的虚函数表如下：

注意：在上面这个图中，虚函数表的最后多加了一个结点，这是虚函数表的结束结点，就像字符串的结束符“\0”一样，其标志了虚函数表的结束。这个结束标志的值在不同的编译器下是不同的。

三. 无虚函数覆盖的虚函数表

下面，再让我们来看看继承时的虚函数表是什么样的。

假设有如下所示的一个继承关系：

#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  {  public:      virtual void f1() { cout << "Derive::f1" << endl; }      virtual void g1() { cout << "Derive::g1" << endl; }      virtual void h1() { cout << "Derive::h1" << endl; }    };  int main(void)   {       Derive d; //派生类对象      return 0;  }

在这个继承关系中，子类没有重载任何父类的函数。那么，在派生类的实例（Derive d）中，其虚函数表如下所示：

无虚函数覆盖的虚函数表特点如下：

1. 虚函数按照其声明顺序放于表中；
2. 父类（派生类）的虚函数在子类（基类）的虚函数前面。

四. 有虚函数覆盖的虚函数表

没有覆盖父类的虚函数是毫无意义的。之所以要讲述没有覆盖的情况，主要目的是为了给一个对比。在比较之下，我们可以更加清楚地知道其内部的具体实现。

下面，我们来看一下，如果子类中有重载了父类的虚函数，会是一个什么样子？

#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  {  public:      //重写父类的f()虚函数      virtual void f() { cout << "Derive::f" << endl; }      virtual void g1() { cout << "Derive::g1" << endl; }      virtual void h1() { cout << "Derive::h1" << endl; }       };int main(void)   {       Base *p = NULL; // 父类指针      Base b;     // 父类对象      Derive d;   // 子类对象      p = &b; // 父类指针指向父类对象      p->f(); // 运行结果："Base::f"      p = &d; // 父类指针指向子类对象      p->f(); // 运行结果："Derive::f"      return 0;  }

为了让大家看到被继承过后的效果，在这个类的设计中，只覆盖了父类的一个虚函数：f()。那么，对于派生类的实例，其虚函数表会是下面的一个样子：

有虚函数覆盖的虚函数表特点如下：

1. 覆盖的f()函数被放到了虚表中原来父类虚函数的位置；
2. 没有被覆盖的函数依旧。

本例中：

Base *p = NULL; // 父类指针p = &d;         // 父类指针指向子类对象p->f();         // 运行结果："Derive::f"

由 p（即 &d）所指的内存中的父类虚函数表的 f() 的位置已经被实际子类Derive::f()函数地址所取代，于是在实际调用发生时，是 Derive::f() 被调用了。这就实现了多态。

转载自：http://blog.csdn.net/haoel/article/details/1948051/