简单介绍了C++虚函数的基本概念和用法及其底层的实现原理

C++虚函数

基本概念与用法

虚函数是应在派生类中重新定义的成员函数。 当使用指针或对基类的引用来引用派生的类对象时，可以为该对象调用虚函数并执行该函数的派生类版本。虚函数是动态绑定的，所以不能将静态函数声明为虚函数。

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
    void foo1()						//nonvirtual function
    {
        cout << "in A::foo1" << endl;
    }
    virtual void foo2()				//define a virtual function
    {
        cout << "in A::foo2" << endl;
    }
};
class B: public A
{
public:
    void foo1()						//nonvirtual function
    {
        cout << "in B::foo1" << endl;
    }
    virtual void foo2()  	//virtual function
	//virtual is optional explanation   				 		 
    {
        cout << "in B::foo2" << endl;
    }
};
void func(A& a)
{
    cout << "in func: ";
    a.foo2();						//call virtual function
}
int main()
{
    A* b = new B();
    b->foo1();						//call nonvirtual function
    b->foo2();						//call virtual function
}

基类的虚函数必须定义，除非被声明为纯虚函数，即基类为抽象类。

基类当定义好后虚函数后，则在基类所有的派生类中，此函数都是虚函数，若没有被重载就会默认使用该派生类父类所重载的虚函数。

若要重载该虚函数，可以显式地使用virtual关键词（但不必要）来重载此虚函数。

派生类的虚函数的返回类型，参数列表需要同基类的虚函数相同，但也有例外情况，若基类返回的是类本身的指针或引用时，上述规则无效。

final 与 override

C++11后，新增了两个后缀说明符final和override, override是可选的，用来显式说明该虚函数是被重载的，而final用来说明该类的虚函数不能被其派生类重载。

回避虚函数的机制

若想指定地执行虚函数的某个版本，可以使用作用域运算符来实现，例如

A* test = new B();
test->foo2();			//call B::foo2()
test->A::foo2(); 		//call A::foo2()

注：此调用是在编译时刻完成的。

虚函数的实现

1. 每一个class产生出一堆指向virtual function 的指针，放在表格之中。这个表格被称为virtual table (vtbl)。

2. 每一个class object 被安插了一个指针，指向相关的virtual table。通常这个指针被称为vptr。

   

在用派生类初始化基类的引用和指针时，编译器仅会修改指针的类型（即指针所指的内存的大小和其内容），但不会修改类中的vptr，所以类中的vptr指向的还是派生类的vtbl。注意指针所涵盖的地址只包含派生类中的派生于基类的成员，你不能通过其访问派生类特有的成员，但是你可以通过调用virtual function来访问派生类特有的成员。

在使用基类构造函数转化派生类时，会将vptr重新设定为基类的vptr，并不会沿用派生类的vptr，并对派生类的成员进行截断，只保留基类的成员，此时不会展现多态性。