C++物件記憶體模型2 （虛擬函式，虛指標，虛擬函式表）

從例子入手，考察如下帶有虛擬函式的類的物件記憶體模型：

class A {
public:
    virtual void vfunc1();
    virtual void vfunc2();
    void func1();
    void func2();
    virtual ~A();
private:
    int m_data1, m_data2;
}; 

class B : A {
public:
    virtual void vfunc1();;
    void func2();
    virtual ~B();
private:
    int m_data3;
};

class C : B {
public:
    virtual void vfunc1();
    void func();
private:
    int m_data1, m_data4;
};
 

注：在子類中出現與父類相同名稱的變數和非虛擬函式不是最佳實踐，這裡是為了說明其記憶體結構。

其物件記憶體結構見下圖。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　*圖片來源於侯捷老師

對其分析如下：

1. 每個含有虛擬函式的類在記憶體中多一根指標（vptr）,見圖中a,b,c物件中第一個位置，儲存的是虛擬函式表（vtbl）所在的位置。

2. 虛擬函式表（vtbl）儲存著所有虛擬函式的位置，由於其動態繫結特性，在覆寫（override）後在子類中儲存的虛擬函式位置與父類中不相同。

3. 分析上述程式碼， B繼承A，所以A中的資料部分也被B繼承下來，同時B新增上了自己的資料部分m_data3，加之vptr，組成了B左側的記憶體佈局。

　　A中的虛擬函式vfunc1()，vfunc2()可以被覆寫和動態繫結。

　　所以在B中，vfunc1()被覆寫，其vtbl中對應項指向了新的函式的位置（亮藍色）。vfunc2()未被覆寫，仍然指向原先位置（深藍色）。

　　C與B同理，vfunc1()被覆寫，其vtbl中對應項指向了新的函式的位置（橘黃色）。vfunc2()未被覆寫，仍然指向原先位置（深藍色）。

非虛擬函式靜態繫結，儲存在單獨的記憶體空間（code memory section，灰色函式部分），呼叫時把物件的this指標，傳給一個invisible引數，以便確定誰在呼叫函式。

4. 呼叫虛擬函式的語句的C語言形式如圖中下部分所示，其中n表示對應的函式在第幾個位置（編譯器在建立虛擬函式表的時候已知），從而實現動態繫結。