虛函數(shù)列表（通常稱為虛函數(shù)表或vtable）是C++實現(xiàn)運行時多態(tài)（動態(tài)綁定）的關(guān)鍵機制。下面詳細(xì)介紹虛函數(shù)表的相關(guān)內(nèi)容：

1. 虛函數(shù)表的基本概念

• 虛函數(shù)表（vtable）：每個包含虛函數(shù)的類都有一個虛函數(shù)表，表中存儲了該類所有虛函數(shù)的地址
• 虛指針（vptr）：每個對象內(nèi)部有一個隱藏的指針指向該類的虛函數(shù)表
• 動態(tài)綁定：通過虛函數(shù)表在運行時確定調(diào)用哪個函數(shù)實現(xiàn)

2. 虛函數(shù)表的結(jié)構(gòu)

對于這樣一個類層次結(jié)構(gòu)：

class Base {
public:
    virtual void func1() {}
    virtual void func2() {}
};

class Derived : public Base {
public:
    void func1() override {}
    virtual void func3() {}
};

虛函數(shù)表大致如下：

Base類的vtable:

[0] Base::func1() 的地址
[1] Base::func2() 的地址

Derived類的vtable:

[0] Derived::func1() 的地址  // 覆蓋了Base的func1
[1] Base::func2() 的地址     // 繼承自Base
[2] Derived::func3() 的地址  // 新增虛函數(shù)

3. 虛函數(shù)表的工作原理

Base* ptr = new Derived();
ptr->func1();  // 實際調(diào)用Derived::func1()

調(diào)用過程：

1. 通過對象的vptr找到vtable
2. 在vtable中找到func1對應(yīng)的條目
3. 跳轉(zhuǎn)到該地址執(zhí)行

4. 虛函數(shù)表的特點

1. 每個類一個vtable：不是每個對象一個，同類的對象共享同一個vtable
2. 編譯時創(chuàng)建：虛函數(shù)表在編譯時生成，存放在程序的只讀數(shù)據(jù)段
3. 繼承關(guān)系： 派生類繼承基類的vtable覆蓋的虛函數(shù)會替換對應(yīng)位置的函數(shù)指針新增的虛函數(shù)會追加到vtable末尾

5. 虛函數(shù)表的開銷

1. 空間開銷：每個包含虛函數(shù)的類有一個vtable每個對象多一個vptr（通常4或8字節(jié)）
2. 時間開銷：虛函數(shù)調(diào)用需要間接尋址（多一次指針解引用）通常無法內(nèi)聯(lián)虛函數(shù)

6. 查看虛函數(shù)表的方法（GCC）

可以使用-fdump-class-hierarchy選項查看虛函數(shù)表布局：

g++ -fdump-class-hierarchy your_file.cpp

7. 虛函數(shù)表的實際應(yīng)用

1. 動態(tài)多態(tài)的基礎(chǔ)
2. **RTTI（運行時類型識別）**的實現(xiàn)依賴虛函數(shù)表
3. dynamic_cast的實現(xiàn)也依賴虛函數(shù)表

8. 注意事項

1. 構(gòu)造函數(shù)不能是虛函數(shù)（因為此時vptr尚未初始化）
2. 析構(gòu)函數(shù)通常應(yīng)該是虛函數(shù)（特別是基類）
3. 虛函數(shù)表機制是編譯器實現(xiàn)的，C++標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定行為，不規(guī)定實現(xiàn)方式

虛函數(shù)表是理解C++多態(tài)底層機制的關(guān)鍵，了解它有助于編寫更高效的C++代碼和調(diào)試復(fù)雜的繼承問題。