c++ vptr如何实现虚函数调用 - 问答

在C++中，虚函数的调用是通过虚指针（vptr）和虚表（vtable）来实现的。当一个类含有虚函数时，编译器会为这个类创建一个虚表，虚表中存放着虚函数的地址。同时，编译器会在类的实例中添加一个指向虚表的指针（vptr）。当调用虚函数时，程序会通过对象的vptr找到虚表，然后在虚表中查找并调用相应的虚函数。

以下是虚函数调用的实现过程：

编译器为每个包含虚函数的类创建一个虚表（vtable）。虚表中存放着虚函数的地址，按照虚函数在类中的声明顺序排列。
编译器在类的实例中添加一个指向虚表的指针（vptr）。vptr通常位于对象实例的内存布局的开始位置，这样可以保证访问vptr的代价最小。
当调用虚函数时，首先通过对象的vptr找到虚表。然后在虚表中根据虚函数的索引（即在类中声明的顺序）查找到虚函数的地址。最后，调用找到的虚函数。

以下是一个简单的示例，展示了虚函数调用的实现过程：

#include<iostream>

class Base {
public:
    virtual void foo() {
        std::cout << "Base::foo()"<< std::endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void foo() override {
        std::cout << "Derived::foo()"<< std::endl;
    }
};

int main() {
    Base* base_ptr = new Derived();
    base_ptr->foo(); // 输出 "Derived::foo()"
    delete base_ptr;
    return 0;
}

在这个示例中，Base类包含一个虚函数foo()，Derived类重写了这个虚函数。当我们通过Base类的指针调用foo()时，程序会通过base_ptr的vptr找到Derived类的虚表，然后在虚表中查找并调用Derived::foo()。

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