[C++知识库]详谈c++中的虚函数

概念：

虚函数

虚函数表

虚函数表指针

多态特性的体现

1.虚函数引入之后类的变化：

? ? ? ? 首先创建一个空类A，以及类A的对象a

class A{
    
}；
A a；
cout << sizeof(a) << endl;

我们执行结果是1，//空类的对象也会占用内存空间

class A{
    void func1(){};
    void func2(){};
}；
A a；
cout << sizeof(a) << endl;

执行结果还是1，说明类A中的普通成员函数并不占用类对象的内存空间；

class A{
    virtual void vfunc();
    void func1();
    void func2();
}；
A a；
cout << sizeof(a) << endl;

执行结果是4(linux下可能是8)，也就是说虚函数占用了内存，实际上上述过程可以被看成是这样一个过程：（实际上是编译器会向类中插入一个看不见的成员变量，这个看不见的成员变量可以看成是下面的伪代码）

class A{
private：
    void *vtpr； 
    //..................
}；

我们将这个看不见的变量称为虚函数表指针（virtual table pointer，vtbl）,这个虚函数表指针正好是四个字节，这个指针是占用类对象的内存空间的。因此类对象的内存值发生了变化。

2.虚函数表的生成时机和生成时机：

刚刚在类A中加入了一个虚函数，当类A中至少存在一个虚函数的时候，在编译期间，编译器会为类A生成一个虚函数表（vitrual table，vtbl），这个虚函数表会一直伴随着类A。

3.虚函数表指针被赋值的时机：

现在我们已经知道了函数表指针（vptr）以及虚函数表（vtbl），现在谈一谈虚函数表指针和虚函数表之间的关系了。

对于具有虚函数的类A来说，编译器在编译过程中会向类A的构造函数中安插一个为vptr赋值的语句，大概是下面这样：

A（）{
    vptr = &A::vftable
//.................
}

当创建了一个类A对象的时候，会执行类A 的构造函数，因为构造函数中有给vptr赋值的语句，从而使得vptr指向类A的 vtbl。

4.类对象在内存中的布局：

当生成一个类A对象的时候，我们可以看看这个对象在内存中长什么样子：为了进一步说明问题，类A中再加入两个虚函数以及两个成员变量。

class A{
    virtual void vfunc();
    virtual void vfun2();
    virtual void ~A();
    void func1();
    void func2();
private:
    int m_a;
    int m_b
}；
A a；

当生成一个类A 对象的时候就可以看看该对象在类A中的布局了

?5.虚函数的工作原理和多态性的体现：

一般的多态体现为：一个父类对象和一个子类对象都含有同名的一个虚函数的时候，通过父类指针来new一个子类对象或者是通过父类引用来绑定一个子类对象的时候，如果使用父类指针来调用这个虚函数，那么调用的是子类的虚函数。