虚函数表以及虚函数表的继承过程

article/2025/10/4 4:11:16

一、虚函数表和虚表继承

1、虚函数表

2、虚表继承

(1) 子类未重写父类虚函数

(2) 子类重写了父类虚函数

二、虚表的特点

1、同一个类的对象的虚表指针相同

2、多继承时子类中的两个父类虚表地址不一样（实际调用是同一个函数）

三、虚表指针和虚函数放在哪？？

下面介绍时搭配使用的案例代码如下：

class Person {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "Person类：买票-全价" << endl; }
};class Student : public Person {
public:// 子类的 virtual 可以不写，但是父类的必须写virtual void BuyTicket() { cout << "Student类：买票-半价" << endl; }
};// 售票窗口
void TicketWindow(Person& p)
{ p.BuyTicket(); 
}int main(){Person ps;Student st;TicketWindow(ps);    // 传递Person对象买成人票TicketWindow(st);    // 传递Student对象买半票
}

一、虚函数表和虚表继承

1、虚函数表

当子类的某个成员函数是虚函数时，此时子类对象所在空间中，除了已经声明的子类成员外，会多出一个成员，那就是虚函数表指针_vfptr（简称“虚表指针”），在构造函数初始化阶段才会初始化该虚表指针。虚表指向一个虚函数表，虚函数表中存放了虚函数的地址。（严格来说，这里的虚表指针不是虚函数表的地址，但是为了方便理解，先暂时这样介绍）

2、虚表继承

在继承的时候，虚表指针也会被继承。这样的话，就分为了两种情况，一种是子类没有重写父类的虚函数，一种是子类重写了父类的虚函数。

(1) 子类未重写父类虚函数

在解释之前，我们先使用VS中的监视窗口了解，先把上面Student类中的虚函数注释掉。

class Student : public Person {
public://virtual void BuyTicket() { cout << "Student类：买票-半价" << endl; }
};

我们会发现虚函数的地址相同，但是虚函数表的地址不同。这是因为，子类原模原样地继承了父类的虚表指针指向的虚函数，这就是 “虚函数地址是相同的” 的原因；（虚函数表的地址不同，是因为虚表指针本质上是某一句汇编指令的地址，不同类的对象因为最后要调用不同的虚函数，所以执行的指令肯定也不同）

(2) 子类重写了父类虚函数

下面我们同样使用监视窗口来观察。

class Student : public Person {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "Student类：买票-半价" << endl; }
};

在继承的时候，在代码区产生了新的函数。子类重写了父类虚函数的代码，虽然依然会继承父类的虚表指针，但是虚函数表里写的虚函数地址就不再是父类的虚函数地址了，而是重写以后新的虚函数地址。

二、虚表的特点

1、同一个类的对象的虚表指针相同

假设现在有两个Person 类的对象 ps1 和 ps2 。

int main() {Person ps1;Person ps2;return 0;
}

通过监视窗口就会发现，同一个类的对象的虚表指针是相同的。其实上面也提到，虚表指针 __vfptr本质上是某一句汇编指令的地址，不同类的对象因为要调用不同的虚函数，所以执行的指令肯定是不同的，但是同一个对象调用的虚函数是一样的，所以执行相同的指令，即虚表指针是一样的。

2、多继承时子类中的两个父类虚表地址不一样（实际调用是同一个函数）

我们再新加一个 Teacher 类，然后让Student 类先后继承Person类和Teacher类，然后通过监视窗口看一下Student类的虚表继承情况。

class Teacher {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "Teacher类：买票-优惠价" << endl; }
};class Student : public Person, public Teacher {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "Student类：买票-半价" << endl; }
};

监视窗口的情况如下：