C++虚函数表和对象存储
C++中的虚函数实现了多态的机制，也就是用父类型指针指向其子类的实例，然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数，这种技术可以让父类的指针有“多种形态”，这也是一种泛型技术，也就是使用不变的代码来实现可变的算法
本文不再阐述虚函数的使用方法，而是从虚函数的实现机制上做一个清晰的剖析
参考博文：https://blog.csdn.net/u012879957/article/details/81027287
想了解实现机制，就必须先了解对象的存储方式
对象数据和函数的存储方式
我们知道，用类去定义对象，系统会为每一个对象分配存储空间
在你的印象中类的存储可能是下图这样的：
上图表示要分别为对象的数据和函数的代码分配存储空间，这样肯定是不行的，内存利用率太低了，所以C++编译系统采用的是以下的方法：
每个对象占用存储空间的只是该对象的数据部分（虚函数指针和虚基类指针也属于数据部分），函数代码属于公用部分
我们常说的“A对象的成员函数”，是从逻辑的角度而言的，而成员函数的物理存储方式其实不是如此
C++内存分区
C++的内存分区大概分成五个部分：
- 栈（stack）：是由编译器在需要时自动分配，不需要时自动清除的变量存储区，通常存放局部变量、函数参数等。
- 堆（heap）：是由
new分配的内存块，由程序员释放（编译器不管），一般一个new与一个delete对应，一个new[]与一个delete[]对应，如果程序员没有释放掉，资源将由操作系统在程序结束后自动回收 - 自由存储区：是由
malloc等分配的内存块，和堆十分相似，用free来释放 - 全局/静态存储区：全局变量和静态变量被分配到同一块内存中
- 常量存储区：这是一块特殊存储区，里边存放常量，不允许修改
（堆和自由存储区其实不过是同一块区域，new底层实现代码中调用了malloc，new可以看成是malloc智能化的高级版本）
你可能会问：静态成员函数和非静态成员函数都是在类的定义时放在内存的代码区的，因而可以说它们都是属于类的，但是类为什么只能直接调用静态类成员函数，而非静态类成员函数(即使函数没有参数)只有类对象才能调用呢
原因是：类的非静态类成员函数其实都内含了一个指向类对象的指针型参数(即this指针)，因此只有类对象才能调用(此时this指针有实值)
虚函数表
C++通过继承和虚函数来实现多态性，虚函数是通过一张虚函数表实现的，虚函数表解决了继承、覆盖、添加虚函数的问题，保证其真实反应实际的函数
不太熟悉的朋友，以下内容可能看的很懵，个人建议上下来回看
虚函数表原理简述
C++实现虚函数的方法是：为每个类对象添加一个隐藏成员，隐藏成员保存了一个指针，这个指针叫虚表指针（vptr），它指向一个虚函数表（virtual function table, vtbl）
虚函数表就像一个数组，表中有许多的槽（slot），每个槽中存放的是一个虚函数的地址（可以理解为数组里存放着指向每个虚函数的指针）
即：每个类使用一个虚函数表，每个类对象用一个虚表指针
在有虚函数的类的实例对象中，这个表被分配在了这个实例对象的内存中（就和上面说的一样），当我们用父类的指针来操作一个子类的时候，这张表就像一个地图一样，指明了实际所应该调用的函数
大概结构如下：
在上面这个图中，虚函数表的最后多加了一个结点，这是虚函数表的结束结点，就像字符串的结束符/0一样，其标志了虚函数表的结束，这个结束标志的值在不同的编译器下可能是不同的
举个例子：
基类对象包含一个虚表指针，指向基类的虚函数表
派生类对象也将包含一个虚表指针，指向派生类虚函数表
- 如果派生类重写了基类的虚方法，该派生类虚函数表将保存重写的虚函数的地址，而不是基类的虚函数地址
- 如果基类中的虚方法没有在派生类中重写，那么派生类将继承基类中的虚方法，而且派生类中虚函数表将保存基类中未被重写的虚函数的地址，但如果派生类中定义了新的虚方法，则该虚函数的地址也将被添加到派生类虚函数表中
你可能已经晕了，没有关系，接下来我们用实例代码演示一下
找到虚函数表
C++的编译器会保证虚函数表的指针存在于对象实例中最前面的位置（为了保证取虚函数表有最高的性能，在有多层继承或是多重继承的情况下），这意味着我们通过对象实例的地址得到这张虚函数表的地址，然后就可以遍历其中函数指针，并调用相应的函数
我们建立一个新类
class Base
{
public:
virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }
virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; }
virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; }
};按照上面的说法，我们可以通过Base的实例来得到虚函数表，这个表（数组）存了指向f，g，h这三个函数的指针
typedef void(*Fun)(void);
int main()
{
Base bObj;
Fun pFun = NULL;
//指向void* pf(void)类的函数的指针pFun
cout << "虚函数表的地址：" << (int*)(&bObj) << endl;
cout << "虚函数表的第一个函数地址：" << (int*) * (int*)(&bObj) << endl;
//再次取址得到第一个虚函数的地址
//第一个虚函数
pFun = (Fun) * ((int*) * (int*)(&bObj));
pFun();
}我们拆分开来慢慢看这段代码
typedef void(*Fun)(void);typedef void(*Fun)(void)是利用类型别名声明一个函数指针，指向的地址为NULL，等价于typedef decltype(void) *Fun
现在插入几个断点，以观察指针pFun的变化：
Base实例化了对象了bObj，然后Fun pFun=NULL则是声明了一个返回指向函数的指针
这里断点断在Fun pFun=NULL之前，可以看到pFun还未被初始化
初始化pFun=NULL后值变成了0x00000000
实例出对象bObj后，我们用(int*)(&bObj)强行把&bObj转成int*，取得虚函数表的地址，也就是一个指向虚函数表这个数组的首元素的地址的指针，对这个指针再次取址就可以得到第一个虚函数（数组首元素）的地址了，也就是第一个虚函数Base::f()的地址
cout << "虚函数表的地址：" << (int*)(&bObj) << endl;
cout << "虚函数表的第一个函数地址：" << (int*) * (int*)(&bObj) << endl;
//再次取址得到第一个虚函数的地址
//第一个虚函数
pFun = (Fun) * (