C++多态——虚函数表vtable

纯Swift类的函数调用原理，类似于C++的虚函数表

• 纯Swift类的函数调用，类似于C++的虚函数表，是编译时决议的。所以专门了解一下vtable还是有必要的。

1. 一个含有虚函数的类，在创建对象时会额外增加一张虚表vtable，表中每一项记录了虚函数的入口地址，编译时对象会增加一个虚指针vpt（四个字节），指向虚函数表的起始位置，将对象和表关联起来。

2.下面举个栗子，含有虚函数的单继承多层次的类关系：

using namespace std;

class A {
protected:
    int a1;
    int a2;
    
public:
    virtual void display() { std::cout<<"A:dis() \n"; }
    virtual void clone() { std::cout<<"A:clone()"; }
};

class B: public A {
protected:
    int b;
    
public:
    virtual void display() { std::cout<<"B:dis() \n"; }
    virtual void init() { cout<<"B:init()"; }
};

class C: public B {
protected:
    int c;
    
public:
    virtual void display() { std::cout<<"C:dis() \n";
                             A::display(); }
    virtual void execute() { cout<<"C:execute"<a1<<"\n"; }
};

int main(int argc, const char * argv[]) {

    C *p = new C();
    p->display();
    p->execute();
    
    return 0;
}

类和虚表关系图.png

• 从上图可以知道，对于单继承，无论继承层次多深，都只是增加一个指针；基类中的虚函数在vtable中的索引是固定的，不会随着继承层次的增加而改变。例如，display（）的索引值始终是0.
• 当调用函数时，利用指针vfptr间接转换，可得到虚函数的入口地址：
  比如，调用p->display()
  在编译器内进行转换，变成：（（p->vptr）[0]）(p);
  其中，0是display（）在vtable的索引值，（p->vptr）[0]是它的入口地址。
  所以调用对象的不同虚函数，其实是访问虚函数表，通过改变不同的索引值，从而访问到函数的入口地址。