C++虚函数、虚析构的那些事儿！

1、静态绑定和动态绑定

• 静态绑定：

  • 在编译时确定调用的函数。

  • 适用于非虚函数（包括非虚析构函数）。

  • 编译器根据指针或引用的静态类型（声明类型）来决定调用哪个函数。

• 动态绑定：

  • 在运行时确定调用的函数。

  • 适用于虚函数（包括虚析构函数）。

  • 编译器根据对象的动态类型（实际类型）来决定调用哪个函数。

2、子类的“虚表”是如何产生的？

• 多态：

  • 满足条件：①有继承关系；②子类重写父类中的虚函数

  • 使用条件：父类指针或引用指向子类对象

       当一个类中包含有虚函数（被virtual修饰的成员函数）时，编译器在编译阶段会为该类创建一张表叫做“虚函数表”，简称“虚表”，存储当前类中的虚函数指针，虚表本质上是一个函数指针数组。

       每个对象内部都有一个隐藏的虚表指针（vptr），指向其所属类的虚表。vptr 在对象构造时被初始化，指向正确的虚表。

• 子类虚表的产生：

  • 子类继承父类的虚表：子类会拷贝一份父类的虚表。

  • 子类覆盖重写的虚函数：如果子类重写了父类的虚函数，子类的虚表中对应的函数指针会被替换为子类的函数地址。重写：函数的返回值类型、函数名、形参列表类型都相同。

  • 子类添加额外的虚函数：子类新增的虚函数会依次添加在虚表的末尾。

  • 非虚函数不会被放入虚表：只有虚函数会被放入虚表，非虚函数的调用是静态绑定的。

       虚表指针（vptr）属于对象，存储在对象的内存布局中。虚表（vtable）：属于类，存储在程序的常量区（只读数据段）。

        以下是一个示例，展示 vptr 和虚表的关系：

3、关键字final和override

• final 可以用于类或虚函数：

  • 用于类时，表示该类不能被继承，为最终类。

  • 用于父类虚函数时，表示该函数不能在子类中被重写。

• override：

  • 用于显式标记子类中的函数是重写父类的虚函数。

  • 如果标记了 override，但实际没有重写父类的虚函数，编译器会报错。

4、协变—一种特殊的返回值类型规则

• 协变的基本规则

  • 返回类型必须是指针或引用。

  • 子类的返回类型必须是父类返回类型的子类。

5、虚析构与纯虚析构

        虚析构函数的主要作用是确保通过父类指针删除子类对象时，能够正确调用子类的析构函数，从而避免资源泄漏。子类没有显式定义析构函数，编译器也会生成一个默认的析构函数，并覆盖父类的析构函数。若子类中有属性开辟到堆区，需要显式定义析构函数。

6、父类析构函数怎么被调用的？

• 子类的析构函数 Derived::~Derived 会先执行子类的析构逻辑。

• 在 Derived::~Derived 执行完毕后，编译器会自动插入代码调用父类的析构函数 Base::~Base。这个过程是隐式的，不需要程序员显式编写。

调整心态，脚步不停下，就是在进步。