编译器到底做了什么实现的虚函数的晚绑定呢?我们来探个究竟。
编译器对每个包含虚函数的类创建一个表(称为V TA B L E)。在V TA B L E中,编译器放置特定类的虚函数地址。在每个带有虚函数的类 中,编译器秘密地置一指针,称为v p o i n t e r(缩写为V P T R),指向这个对象的V TA B L E。通过基类指针做虚函数调 用时(也就是做多态调用时),编译器静态地插入取得这个V P T R,并在V TA B L E表中查找函数地址的代码,这样就能调用正确的函数使晚捆绑发生。为每个类设置V TA B L E、初始化V P T R、为虚函数调用插入代码,所有这些都是自动发生的,所以我们不必担心这些。利用虚函数, 这个对象的合适的函数就能被调用,哪怕在编译器还不知道这个对象的特定类型的情况下。(《C++编程思想》)
在任何类中不存在显示的类型信息,可对象中必须存放类信息,否则类型不可能在运行时建立。那这个类信息是什么呢?
我们来看下面几个类:
class no_virtual
{
public:
void fun1() const{}
int fun2() const { return a; }
private:
int a;
} class one_virtual
{
public:
virtual void fun1() const{}
int fun2() const { return a; }
private:
int a;
} class two_virtual
{
public:
virtual void fun1() const{}
virtual int fun2() const { return a; }
private:
int a;
}
以上三个类中:
no_virtual没有虚函数,sizeof(no_virtual)=4,
类no_virtual的长度就是其成员变量整型a的长度;
one_virtual有一个虚函数,sizeof(one_virtual)=8;
two_virtual 有两个虚函数,sizeof(two_virtual)=8;
有一个虚函数和两个虚函数的类的长度没有区别,其实它们的长度就是no_virtual的 长度加一个void指针的长度,它反映出,如果有一个或多个虚函数,编译器在这个结构中插入一个指针( V P T R)。在one_virtual 和 two_virtual之间没有区别。这是因为V P T R指向一个存放地址的表,只需要一个指针,因为所有虚函数地址都包含在这个表中。 这个VPTR就可以看作类的类型信息。
那我们来看看编译器是怎么建立VPTR指向的这个虚函数表的。先看下面两个类:










