【面试】虚函数原理

概述

含有虚函数的类，其实例化的对象都包括一个虚函数表指针vptr（virtual table pointer，虚函数表指针），该指针就在对象的开始，也就是说对象的地址就是虚函数指针的地址。

而虚函数指针指向了虚函数表。虚函数表实际上就是所有虚函数的地址数组，4B表示一个虚函数地址（入口）。

构造过程

引用：https://www.cnblogs.com/malecrab/p/5572730.html

验证代码

验证环境为Win7 64位操作系统 + VS2010 旗舰版

#include <iostream>

using namespace std;

class Parent{
public:
	long b;
	virtual void foo() {cout << "Parent foo" << endl;};
	virtual void bar() {cout << "Parent bar" << endl;};
};

class Son : public Parent{
public:
	long d;
	virtual void bar() {cout << "Son bar" << endl;};
	virtual void quz() {cout << "Son quz" << endl;};
};

typedef void(*pFunc)(void);

int main()
{
	Parent p;
	Son s;

	p.b = 100;

	s.b = 200;
	s.d = 300;

	pFunc pFun = NULL;

	cout << "父类虚函数表指针地址 0x" << (int*)(&p) << endl;
	cout << "父类虚函数表地址: 0x" << (int*)*(int*)(&p) << endl;
	cout << "父类第一个虚函数地址：0x" << (int*)*(int*)*(int*)(&p)<< endl;
	cout << "父类第二个虚函数地址：0x" << (int*)*(int*)(*(int*)(&p) + 4)<< endl;

	cout << "子类虚函数表指针地址 0x" << (int*)(&s) << endl;
	cout << "子类虚函数表地址: 0x" << (int*)*(int*)(&s) << endl;
	cout << "子类第一个虚函数地址：0x" << (int*)*(int*)*(int*)(&s)<< endl;
	cout << "子类第二个虚函数地址：0x" << (int*)*(int*)(*(int*)(&s) + 4)<< endl;
	cout << "子类第三个虚函数地址：0x" << (int*)*(int*)(*(int*)(&s) + 8)<< endl;

	//父类第一个虚函数指针	
	pFun = (pFunc)*(int*)*(int*)(&p);
	pFun();

	//父类第二个虚函数指针
	pFun = (pFunc)*(int*)(*(int*)(&p) + 4);
	pFun();

	//子类第一个虚函数指针
	pFun = (pFunc)*(int*)*(int*)(&s);
	pFun();

	//子类第二个虚函数指针
	pFun = (pFunc)*(int*)(*(int*)(&s) + 4);
	pFun();

	//子类第三个虚函数指针
	pFun = (pFunc)*(int*)(*(int*)(&s) + 8);
	pFun();

	return 0;
}

动态调试

在内存中检视父类的地址&p，输入'&p'后自动转换为0x39FD04。可以看到该地址的4B为0xb47938，就是虚函数表指针的值。

我们看这个地址，指向的区域就是虚函数表了。可以看到分别是0xb411f4,0xb41032.

子类是一样的，就不赘述了。

下面看下父类和子类的对象，VS中的值。可以看到vfptr的构成。但是子类对象s实际应该有三个虚函数，但是这里并没有体现出来第三个。

程序运行结果