C++虚函数表的工作原理

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虚函数表工作原理 
C++中的虚函数的作用主要是实现了多态的机制。关于多态，简而言之就是用父类型别的指针指向其子类的实例，然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数。这种技术可以让父类的指针有“多种形态”，这是一种泛型技术。所谓泛型技术，说白了就是试图使用不变的代码来实现可变的算法。比如：模板技术，RTTI技术，虚函数技术，要么是试图做到在编译时决议，要么试图做到运行时决议。 
关于虚函数的使用方法，我在这里不做过多的阐述。大家可以看看相关的C++的书籍。在这篇文章中，我只想从虚函数的实现机制上面为大家 一个清晰的剖析。 
当然，相同的文章在网上也出现过一些了，但我总感觉这些文章不是很容易阅读，大段大段的代码，没有图片，没有详细的说明，没有比较，没有举一反三。不利于学习和阅读，所以这是我想写下这篇文章的原因。也希望大家多给我提意见。 言归正传，让我们一起进入虚函数的世界。 虚函数表 
对C++ 了解的人都应该知道虚函数（Virtual Function）是通过一张虚函数表（Virtual Table）来实现的。简称为V-Table。 在这个表中，主是要一个类的虚函数的地址表，这张表解决了继承、覆盖的问题，保证其容真实反应实际的函数。这样，在有虚函数的类的实例中这个表被分配在了 这个实例的内存中，所以，当我们用父类的指针来操作一个子类的时候，这张虚函数表就显得由为重要了，它就像一个地图一样，指明了实际所应该调用的函数。 这里我们着重看一下这张虚函数表。在C++的标准规格说明书中说到，编译器必需要保证虚函数表的指针存在于对象实例中最前面的位置（这是为了保证正确取到虚函数的偏移量）。 这意味着我们通过对象实例的地址得到这张虚函数表，然后就可以遍历其中函数指针，并调用相应的函数。

听我扯了那么多，我可以感觉出来你现在可能比以前更加晕头转向了。 没关系，下面就是实际的例子，相信聪明的你一看就明白了。 假设我们有这样的一个类： 

class Base 

{ public: 
virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; } 

virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; } 

virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; } }; 
按照上面的说法，我们可以通过Base的实例来得到虚函数表。 下面是实际例程： typedef void(*Fun)(void);

Base b; 
Fun pFun = NULL; 
// //得到Vprt的地址,取出它的值就是Vtable的地址,如何取出呢它指向的值呢? //只要把它转换为指针,解引用就可以了 //是那种类型的指针呢? 
//一个指针4字节,故只要是4字节的类型就可以 long* vptrAdd=(long*)(&b); 
cout << "虚函数表地址：" << (int*)(&b) << endl; 
cout << "虚函数表 — 第一个函数地址：" << (int*)*(int*)(&b) << endl; // Invoke the first virtual function pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&b)); pFun(); 
实际运行经果如下：(Windows XP+VS2003, Linux 2.6.22 + GCC 4.1.3) 虚函数表地址：0012FED4 
虚函数表 — 第一个函数地址：0044F148 

面试题16：访问基类的私有虚函数 
写出以下程序的输出结果： 
#include <iostream.h> 

class A

{  virtual void g()  {   cout << "A::g" << endl;  } 

private:  virtual void f()  {   cout << "A::f" << endl;  } 

}; 
class B : public A 

{  void g()  {   cout << "B::g" << endl;  }  

virtual void h()  {   cout << "B::h" << endl;  } 

}; 
typedef void( *Fun )( void ); 

void main() {

  B b;  

Fun pFun;  

for(int i = 0  i < 3; i++)  

{   pFun = ( Fun )*( ( int* ) * ( int* )( &b ) + i );   

pFun();  }  } 
 
输出结果： 
B::g A::f B::h