虚函数实现机制

C++中的虚函数的作用主要是实现了多态的机制。关于多态，简而言之就是用父类型别的指针指向其子类的实例，然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数。这种技术可以让父类的指针有“多种形态”，这是一种泛型技术。

虚函数的作用是实现动态联编，也就是在程序的运行阶段动态地选择合适的成员函数。当程序发现虚函数名前的关键字virtual后，会自动将其作为动态联编处理，即在程序运行时动态地选择合适的成员。

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，主是要一个类的虚函数的地址表，这张表解决了继承、覆盖的问题，保证其真实反应实际的函数。这样，在有虚函数的类的实例中这个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来操作一个子类的时候，这张虚函数表就显得由为重要了，它就像一个地图一样，指明了实际所应该调用的函数。

如果一个类中含有虚函数，则系统会为这个类分配一个指针成员指向一张虚函数表（vtbl），表中每一项指向一个虚函数的地址，实现上就是一个函数指针的数组。

虚函数表既有继承性，又有多态性。每个派生类的vtbl继承了它各个基类的vtbl，如果基类vtbl中包含某一项，则派生类的vtbl中也将包含同样的一项，但是两项的值可能不同。如果派生类覆盖了该项对应的虚函数，则派生类vtbl的该指针先指向重载后的虚函数，没有重载的话，则沿用基类的值。

在类对象的内存布局中，首先是该类的vtbl指针，然后才是对象数据。在通过对象指针调用一个虚函数时，编译器生成的代码将先获取对象类的vtbl指针，然后调用vtbl中对应的项。对于通过对象指针调用的情况，在编译期间无法确定指针指向的是基类对象还是派生类对象，或者是哪个派生类的对象。但是在运行期间执行到调用语句时，这一点已经确定，编译后的调用代码能够根据具体对象获取正确的vtbl，调用正确地虚函数，从而实现多态性。

C++在基类中声明一个带关键字Virtual的函数，这个函数叫虚函数；它可以在该基类的派生类中被重新定义并被赋予另外一种处理功能。通过指向指向派生类的基类指针或引用调用虚函数，编译器可以根据指向对象的类型在运行时决定调用的目标函数。这就实现了多态。