【最全】C++面试题 虚函数(第二篇)

1.虚函数的底层原理

虚函数的底层原理主要涉及虚函数表（Virtual Table，简称V-Table）和虚函数指针（vptr）的概念。以下是虚函数底层原理的详细解释：

1. 虚函数表（V-Table）

   • 虚函数表是一个类的虚函数的地址表，用于索引类本身以及父类的虚函数的地址。

   • 每一个含有虚函数的类（无论是其本身的，还是继承而来的）都至少有一个与之对应的虚函数表。

   • 虚函数表中存放着该类所有的虚函数对应的函数指针。子类对象的虚函数表中既包含继承自基类的虚函数指针，也包含子类新增或重写的虚函数指针。

   • 在多重继承的情况下，子类对象中将包含多个虚函数表的指针，分别指向对应不同基类的虚函数表。

2. 虚函数指针（vptr）

   • 为了让每个包含虚表的类的对象都拥有一个虚表指针，编译器在类中添加了一个私有指针（通常命名为__vptr），用来指向虚表。

   • 当类的对象在创建时，这个指针的值会自动被设置为指向类的虚表。

   • 只有拥有虚函数的类才会拥有虚函数指针，所以拥有虚函数的类的所有对象都会因为虚函数产生额外的开销。

3. 虚函数调用过程

   • 当通过父类指针或引用来调用虚函数时，程序会首先查找该对象的虚函数指针（vptr）。

   • 然后通过虚函数指针找到对应的虚函数表（V-Table）。

   • 在虚函数表中，根据函数的偏移量找到对应的函数指针。

   • 最后，通过这个函数指针来调用实际的函数。

4. 动态联编

   • 虚函数的调用是通过动态联编实现的。与普通函数的