C++物件版面配置及多態實現之帶虛函數的類

如果類中存在虛函數時，情況會怎樣呢？我們知道當一個類中有虛函數時，編譯器會為該類產生一個虛函數表，並在它的每一個對象中插入一個指向該虛函數表的指標，通常這個指標是插在對象的起始位置。所謂的虛函數表實際就是一個指標數組，其中的指標指向真正的函數起始地址。我們來驗證一下，定義一個無成員變數的類C040，內含一個虛函數。

struct C040
{
　virtual void foo() {}
};

運行如下代碼列印它的大小及對象中的內容。

PRINT_SIZE_DETAIL(C040)

結果為：

The size of C040 is 4
The detail of C040 is 40 b4 45 00

果然它的大小為4位元組，即含有一個指標，指標指向的地址為0x0045b440。

同樣再定義一個空類C050，派生自類C040。

struct C050 : C040
{};

由於虛函數會被繼承，且維持為虛函數。那麼類C050的對象中同樣應該含有一個指向C050的虛函數表的指標。

運行如下代碼列印它的大小及對象中的內容。

PRINT_SIZE_DETAIL(C050)

結果為：

The size of C050 is 4
The detail of C050 is 44 b4 45 00

果然它的大小也為4位元組，即含有一個指向虛函數表(後稱虛表)的指標(後稱虛表指標)。

虛表是類層級的，類的所有對象共用同一個虛表。我們可以產生類C040的兩個對象，然後通過觀察對象的地址、虛表指標地址、虛表地址、及虛表中的條目的值(即所指向的函數地址)來進行驗證。

運行如下代碼：

C040 obj1, obj2;
PRINT_VTABLE_ITEM(obj1, 0, 0)
PRINT_VTABLE_ITEM(obj2, 0, 0)

結果如下：

obj1 : objadr:0012FDC4 vpadr:0012FDC4 vtadr:0045B440 vtival(0):0041D834
obj2 : objadr:0012FDB8 vpadr:0012FDB8 vtadr:0045B440 vtival(0):0041D834

(註：第一列為對象名，第二列(objadr)為對象的記憶體位址，第三列(vpadr)為虛表指標地址，第四列(vtadr)為虛表的地址，第五列(vtival(n))為虛表中的條目的值，n為條目的索引，從0開始。後同)