C++虚函数表和虚函数指针

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C++虚函数表和虚函数指针

C++ 虚函数表（Virtual Function Table，VTBL）是在编译期确定的，而不是运行时。每个类都有一个自己的虚函数表，而派生类会继承基类的虚函数表并在其上进行扩展。虚函数表是用来实现多态（polymorphism）的关键机制之一。下面我将详细描述虚函数指针和虚函数表的变化过程，以及如何实现多态：

1、编译期确定虚函数表：

在编译期，C++ 编译器会为每个类创建一个虚函数表。这个表包含了类中的虚函数的指针。
虚函数表的创建是在类的定义时完成的。对于每个类，编译器为其生成一个虚函数表，其中包含类中的虚函数的指针。这些指针指向相应的虚函数的实际实现。

2、继承和重写虚函数：

派生类继承基类的虚函数表，同时可以在自己的虚函数表中添加新的虚函数或重写继承的虚函数。
如果派生类重写了基类的虚函数，那么派生类的虚函数表中的指针将指向派生类的虚函数实现，而不再指向基类的实现。

3、虚函数指针：

每个对象（实例）都包含一个指向其类的虚函数表的虚函数指针。
当你调用一个虚函数时，实际上是通过对象的虚函数指针找到相应的虚函数表，然后从表中找到正确的虚函数实现。

4、实现多态的过程：

当你通过基类指针或引用调用虚函数时，编译器会使用虚函数指针来查找对象的虚函数表。
虚函数表确定了要调用的虚函数的实现，这是根据对象的实际类型决定的，而不是基类指针或引用的类型。
这就是多态的实现：同一个函数调用可以根据对象的实际类型调用不同的函数实现，而不是根据引用或指针的静态类型。

所以，每个类都有自己的虚函数表，虚函数指针用于在运行时确定要调用的虚函数实现，从而实现多态。虚函数表是在编译期创建的，但在运行时用于动态分派函数调用，这是 C++ 中实现多态的核心机制之一。