为什么子类的虚表指针指向父类的虚表

在 C++ 中，一个类的虚表是用于实现多态的。每个类都有一个虚表，其中包含了该类的虚函数的地址。当一个类被子类继承时，子类会继承父类的虚表，同时也会有自己的虚函数表。

因为子类的虚表继承自父类的虚表，所以子类的虚表指针会指向父类的虚表。这是因为在子类对象中，父类的虚函数与子类的虚函数可能会有相同的函数签名，所以需要共享虚表以便于正确调用虚函数。

具体来说，当子类对象被创建时，它包含了父类的所有成员变量，并且在内存中的布局与父类对象相同。因此，子类对象的虚表指针也指向父类的虚表。当调用虚函数时，实际上是通过虚表指针找到虚表中对应的函数地址，然后调用该函数。

相关问题

C++中。父类指针指向子类与子类指针指向父类有什么区别？

父类指针指向子类对象和子类指针指向父类对象在C++中有以下区别：

1. 父类指针指向子类对象：
- 在继承关系下，父类的指针可以直接指向子类对象，无需进行强制类型转换。
- 通过父类指针调用的成员函数将会调用子类中的同名函数（如果存在），实现了多态性。
- 父类指针无法访问子类中新增的成员函数和成员变量。

2. 子类指针指向父类对象：
- 在继承关系下，子类的指针不能直接指向父类对象，会导致编译错误。
- 子类指针只能访问父类中的成员函数和成员变量，无法访问子类中新增的成员函数和成员变量。
- 如果通过子类指针调用的成员函数在父类中被重写，将会调用父类中的同名函数，而不是子类中的函数。

总结起来，父类指针指向子类对象可以实现多态性，而子类指针指向父类对象则无法实现多态性，并且存在类型不匹配的问题。

父类和子类的虚函数指针

在C++中，虚函数是一种特殊的函数，它可以在派生类中被重写。父类指针或引用可以指向派生类对象，从而实现多态。虚函数指针是一个指向虚函数表的指针，虚函数表是一个存储虚函数地址的表格。当一个类包含虚函数时，编译器会为该类生成一个虚函数表，该表中存储了该类的虚函数地址。当一个对象被创建时，它会包含一个指向虚函数表的指针，该指针被初始化为该类的虚函数表的地址。当调用虚函数时，实际上是通过该指针找到虚函数表中对应的虚函数地址，然后调用该函数。

父类和子类都可以有虚函数，子类可以重写父类的虚函数。当父类指针或引用指向子类对象时，调用虚函数时会根据对象的实际类型来调用对应的虚函数。如果子类没有重写父类的虚函数，则会调用父类的虚函数。

以下是一个简单的示例代码，演示了父类和子类的虚函数指针：

#include <iostream>

using namespace std;

class Animal {
public:
    virtual void speak() {
        cout << "Animal speaks!" << endl;
    }
};

class Cat : public Animal {
public:
    void speak() {
        cout << "Cat meows!" << endl;
    }
};

int main() {
    Animal *animal = new Animal();
    Cat *cat = new Cat();

    animal->speak(); // 输出：Animal speaks!
    cat->speak(); // 输出：Cat meows!

    Animal *catAnimal = cat;
    catAnimal->speak(); // 输出：Cat meows!

    delete animal;
    delete cat;

    return 0;
}