解析 C++虚函数表

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，没有举一返三。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、重载的问题，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;

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