C++虚函数深入解析：V-table与继承

"C++ 虚函数专题涵盖了虚函数的概念、实现方式以及在不同继承情况下的行为特性。" C++中的虚函数是面向对象编程的一个关键特性，它允许通过基类指针或引用调用子类重写的方法，从而实现多态性。虚函数的声明通常在基类中使用`virtual`关键字，比如： ```cpp class Base { public: virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; } virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; } virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; } }; ``` 在这个例子中，`Base`类有三个虚函数：`f()`、`g()`和`h()`。当一个基类指针或引用指向子类对象时，调用这些虚函数会执行子类中相应的重写版本（如果有的话）。 虚函数的实现依赖于虚函数表（Virtual Table，简称V-Table）。每个含有虚函数的类都会有一个虚函数表，存储了虚函数的地址。当创建一个类的实例时，会在内存中为该实例分配空间，其中包含了指向虚函数表的指针。这样，通过基类指针调用虚函数时，会根据这个指针找到正确的虚函数地址，进而执行实际的函数体。 例如： ```cpp Base *b = new Base(); // 输出虚函数表的地址和第一个函数的地址 cout << "虚函数表地址" << (int*)(&(*b)) << endl; cout << "虚函数表-第一个函数地址" << (int*)*(int*)(&(*b)) << endl; ``` 输出结果展示了虚函数表的地址和第一个虚函数的地址。这表明，通过基类指针`b`，我们可以访问到虚函数表，并找到执行虚函数所需的地址。 在继承关系中，如果子类没有覆盖父类的虚函数，那么子类实例的虚函数表将包含父类的所有虚函数，按照它们在父类中的声明顺序排列。而如果有覆盖，子类的版本将替换父类的版本，保证调用到的是子类的实现。例如： ```cpp class Derive : public Base { public: void f() override { cout << "Derive::f" << endl; } }; ``` 在这种情况下，`Derive`类覆盖了`Base`的`f()`函数。当通过`Base`指针调用`f()`时，实际上执行的是`Derive`的`f()`。 对于多重继承的情况，每个父类都有自己的虚函数表，子类会拥有一个包含所有父类虚函数的合并虚函数表。子类的成员函数通常会添加到第一个父类的表中，按照声明顺序排列。这意味着在调用虚函数时，会根据继承层次结构找到正确的函数。 总结来说，C++的虚函数和虚函数表机制使得在多态环境下能够正确地调用子类的重写方法，这是实现动态绑定和面向接口编程的基础。理解这一机制对于编写高效且易于维护的C++代码至关重要。