详细讲述c++虚函数实现

在C++中，虚函数是实现多态性的重要机制，尤其在理解COM（Component Object Model）等技术时具有实用价值。虚函数使得我们能够通过基类指针调用子类重写后的成员函数，实现动态绑定。多态是C++泛型编程的一种体现，它允许我们使用统一的接口处理不同类型的对象，如模板、RTTI（Run-Time Type Information）和虚函数都是实现多态的方式。 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，存储了该类及所有基类虚函数的指针。当创建一个类的实例时，这个虚函数表会被分配在对象实例的内存中。因此，当使用基类指针操作子类实例时，通过虚函数表可以找到正确的函数地址，实现调用实际子类的函数。 根据C++标准，虚函数表的指针通常存储在对象实例的起始位置，以便快速访问。以下是一个简单的例子，展示了如何获取并使用虚函数表： ```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; } }; Base b; Fun pFun = NULL; // 获取虚函数表地址 cout << "虚函数表地址：" << (int*)(&b) << endl; // 获取虚函数表的第一个函数地址 cout << "虚函数表 — 第一个函数地址：" << (int*)*(int*)(&b) << endl; // 调用第一个虚函数 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&b)); pFun(); ``` 这个例子中，我们可以通过对象实例的地址获取虚函数表，然后通过偏移量调用对应的虚函数。虚函数表的结构通常包括类的每个虚函数指针，以及一个结束标记，用于标识表的结束。不同编译器可能对结束标记有不同的处理方式。 在没有覆盖父类虚函数的情况下，子类的虚函数表会包含父类的虚函数指针，而子类新增的虚函数则添加到表的后面。如果有覆盖，子类的虚函数表将替换掉相应父类的虚函数指针，确保调用到的是子类的实现。 例如，如果有一个子类`Derived`继承自`Base`并覆盖了`g()`函数，`Derived`的虚函数表将包含`Base::f`和`Derived::g`的指针，而`Base::h`仍然保留。这样，即使通过`Base`类指针调用`g()`，实际上执行的是`Derived::g`。 总结来说，C++的虚函数机制是通过虚函数表来实现多态性，使得我们能够在运行时根据对象的实际类型动态地调用合适的函数。理解这一机制对于深入学习C++的继承和多态性至关重要，同时也有助于掌握其他依赖于此机制的技术，如COM。