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C++
虚函数和多态实现相关
虚函数是基类中用
关键字修饰的成员函数。虚函数允许在派
生类中被重写（覆盖）。当通过基类指针或引用调用虚函数时，将根
据对象的实际类型调用相应的函数，而不是根据指针或引用的类型。
virtual
多态是通过虚函数实现的。
多态性是指相同的函数调用表现出不同的行为。C++中的多态性主
要通过虚函数实现。当通过基类指针或引用调用虚函数时，将根据对
象的实际类型调用相应的函数。
它们的实现技术主要涉及了 虚函数表、虚指针和动态绑定。
1. 虚函数表（vtable)
每一个包含虚函数的类都有一个唯一的虚函数表，包含该类的所有虚函数地址。
c++标准没有规定vtable的具体实现，但是大多数的编译器都是以函数指针数组实现
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的。
内容：
虚函数指针：vtable中主要存储了指向该类虚函数实现的指针。
类型信息指针：通常还包括指向类型信息（RTTI）的指针，用于动态类型识
别。
偏移量：在多重继承的情况下，可能还包含一些偏移量信息
2. 虚指针（vptr）
每一个包含虚函数的类对象都会包含一个隐藏的指针。这个指针指向该类的虚函数
表。通过这个指针就可以找到虚函数表中的函数。
3. 动态绑定
当通过基类指针或引用调用虚函数时，会发生动态绑定。运行时系统会查找对象的
vptr，通过vptr找到vtable，然后调用vtable中相应的函数。
具体的寻找过程是通过被赋值的对象，例如：
vtable
Base* ptr = new Child();
// Base
Child
Base
是基类，
是继承了
的子类，show为虚函数
ptr->show();
/*
程序首先找到ptr所指向的对象。
从对象的内存分布种获取到vptr。
3.通过vptr找到对应的vtable。
4.在vtable中找到show函数的地址。
5.调用找到的函数和地址。
1.
2.
*/
虚函数表的顺序通常与声明的顺序一致。
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虚函数表与类的关系：
每一个类的虚函数表通常会包含该类所有可用的虚函数：
1. 继承的虚函数：如果子类没有重写父类的虚函数，那么还是指向父类的实现。
2. 重写的虚函数：子类重写父类的虚函数后，函数地址将会被子类函数地址覆盖。
3. 新增的虚函数：子类新增的虚函数会被添加到虚函数表的末尾。
+-------------------+
| &Derived::func1
|
| &Base::func2
|
重写的 func1
继承的 func2
| // 新增的 func3
//
//
| &Derived::func3
+-------------------+
纯虚函数
纯虚函数是在基类中声明但没有实现的虚函数，通常用“=0”来表
示。
对于纯虚函数：
通常，纯虚函数在虚函数表中的对应位置会存储一个特殊的地址。
这个地址可能指向一个内部的错误处理函数，如果有人试图调用这个纯虚函数，会触
发运行时错误。
菱形继承
菱形继承是指一个派生类继承自两个类，而这两个类又有一个共同的
基类。
a)
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不使用虚继承时：
D 类会包含 A 的两个副本，每个通过 B 和 C 继承一个。
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类可能会有两个虚函数表，分别对应 B 和 C 的继承路径。
这可能导致歧义，需要显式指定使用哪个基类的函数。
b) 使用虚继承时：
D
class B : virtual public A { ... };
class C : virtual public A { ... };
虚继承确保 A 只有一个实例在 D 中。
D 的虚函数表结构会更复杂，通常包含：
1. 指向 A 的偏移量。
2. D 自己的虚函数表。
3. B 和 C 的虚函数表。
虚函数调用可能需要额外的间接寻址来找到正确的函数实现
实例化与析构
构造顺序：
1. 基类构造函数（如果有多个基类，按照声明顺序进行，但如果有虚继承，虚基类
首先被构造，确保只有一个虚基类实例）
2. 成员变量（按声明顺序）
3. 派生类构造函数
析构顺序：
1. 派生类析构函数
2. 成员变量（按声明顺序的逆序）
3. 基类析构函数
基类析构函数为什么要设置成虚函数
确保正确的析构顺序：
当通过基类指针删除派生类对象时，虚析构函数确保先调用派生类的析构函数，然后
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再调用基类的析构函数。这保证了对象的完整清理。
防止内存泄漏：
如果基类的析构函数不是虚函数，那么通过基类指针删除派生类对象时，只会调用基
类的析构函数，而不会调用派生类的析构函数，可能导致资源泄漏。
支持多态性：
虚析构函数允许在运行时动态确定要调用的析构函数，这与C++的多态性概念一致。
基类的构造函数为什么不能是虚函数
虚函数的工作原理依赖于虚函数表（vtable），而vtable指针是在构造函数中初始化
的。
在对象创建时，还没有完整的对象存在，因此无法进行多态调用。
构造函数的作用是初始化对象，而不是操作一个已存在的对象
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