虚函数与虚继承
1.什么是虚函数？
class A {
public:
virtual 返回值 函数名（参数表）= 0；
};
在虚函数声明方式后加一个“=0”，并且不提供实现。抽象类不允许实例化（这样做编译器会报错，因为有成员函数没有实现，编译器不知道怎么调用）。纯虚函数的实现机制和虚函数类似，只是要求派生类类必须自己实现一个（也可以不实现，但是派生类也会是个抽象类，不能实例化）。
顺带提一下，java中的每一个成员函数都可以以理解为C++中的virtual函数，不用显式声明都可以实现重载，多态。而java的接口类似于C++中的抽象类，需要实现里面的接口。
2. 虚继承
C++支持多重继承，这和现实生活很类似，任何一个物体都不可能单一的属于某一个类型。就像马，第一想到的就是它派生自动物这个基类，但是它在某系地方可不可以说也派生自交通工具这一个基类呢？所以C++的多重继承很有用，但是又引入了一个问题（专业术语叫做菱形继承？）。动物和交通工具都是从最根本的基类——“事物”继承而来，事物包含了两个最基本的属性，体积和质量。那么动物和交通工具都保存了基类成员变量——体积和质量的副本。而马有继承了这两个类，那么马就有两份体积和质量，这是不合理的，编译器无法确定使用哪一个，所以就会报错。JAVA中不存在这样的问题，因为JAVA不允许多重继承，它只可能实现多个接口，而接口里面只包含一些函数声明不包含成员变量，所以也不存在这样的问题。
这个问题用具体代码表述如下所示：
class A {
public:
int a;
};
class B : public A {
};
class C : public A {
};
class D : public B, public C {
};
int main() {
D d;
d.a = 1;
return 0;
}
这个代码会报错，因为d中保存了两份A的副本，即有两个成员变量a，一般不会报错，但是一旦对D中的a使用，就会报一个“对a的访问不明确”。虚继承就可以解决这个问题。在探讨虚函数之前，先来一个sizeof的问题。
#include <stdio.h>
class A {
public:
int a;
};
class B : virtual public A {
};
int main() {
printf("%d\n", sizeof(B));
return 0;
}
B的大小是？首先回答0的是绝对错的，理由我之前都说了。1也是错的，不解释。4也是错的，如果B不是虚继承自A的，那么4就是对的。正确答案是8，B虚继承A了之后，比预想中的多了4个字节，这是怎么回事呢？这个通过调试是看不出来的，因为看不到类似于vftable的成员变量（实际上编译器生成了一个类似的东西，但是调试时看不到，但是在观察反汇编的时候，可以见到vbtable的字样，应该是virtual base table的意思）。
虚继承的提出就是为了解决多重继承时，可能会保存两份副本的问题，也就是说用了虚继承就只保留了一份副本，但是这个副本是被多重继承的基类所共享的，该怎么实现这个机制呢？编译器会在派生类B的实例中保存一个A的实例，然后在B中加入一个变量，这个变量是A的实例在实际B实例中的偏移量，实际上B中并不直接保存offset的值，而是保存的一个指针，这个指针指向一个表vbtable，vbtable表中保存着所有虚继承的基类在实例中的offset值，多个B的实例共享这个表，每个实例有个单独的指针指向这个表，这样就很好理解为什么多了4个字节了。用代码表示就像下面这样。
class A {
public:
...
};
int vbtable_of_B[] = {
offset(B::_a),
...
};
class B ：virtual public A{
private:
const int* vbtable = vbtable_of_B;
A _a;
};
每一个A的虚派生类，都会有自己的vbtable表，这个派生类的所有实例共享这个表，然后每个实例各自保存了一个指向vbtable表的指针。假如还有一个类C虚继承了A，那么编译器就会为它自动生成一个vbtable_of_C的表，然后C的实例都会有一个指向这个vbtable表的指针。
假如有多级的虚继承会发生什么情况，就像下面这段代码一样：
#include <stdio.h>
class A {
public:
int a;
};
class B : virtual public A {
public:
int b;
};
class C : virtual public B {
};
int main() {
printf("%d\n", sizeof(C));
return 0;
}
程序运行的结果是16，按照之前的理论，大概会这么想。基类A里有1个变量，4个字节。B类虚继承了A，所以它有一个A的副本和一个vbtable，还有自己的一个变量，那就是12字节。然后C类又虚继承了B类，那么它有一个B的副本，一个vbtable，16字节。但实际上通过调试和反汇编发现，C中保存分别保存了A和B的副本（不包括B类的vbtable），8字节。然后有一个vbtable指针，4字节，表里面包含了A副本和B副本的偏移量。最后还有一个无用的4字节（？），一共16字节。不仅是这样，每经过一层的虚继承，便会多出4字节。这个多出来的四字节在反汇编中没发现实际用途，所以这个有待探讨，不管是编译器不够智能，还是有待其它作用，虚继承和多重继承都应该谨慎使用。
还是以上面的例子，假如C类是直接继承B类，而不是使用虚继承，那么C类的大小为12字节。它里面是直接保存了A和B的副本（不包含B的vbtable），然后还有一个自己的vbtable指针，所以一共12字节，没有了上一段所说的最后的4个字节。
但是如果想下面一种继承，会是什么情况？
#include <stdio.h>
class A {
public:
int a;
};
class B : virtual public A {
};
class C : virtual public A {
};
class D : public B, public C{
};
int main() {
printf("%d\n", sizeof(D));
return 0;
}
D从B，C类派生出来，而B和C又同时虚继承了A。输出的结构是12，实际调试反汇编的时候发现，D中继承了B和C的vbtable，这就是8字节，而同时还保存了一个A的副本，4字节，总共12字节。它和上面的多重虚继承例子里的12字节是不一样的。之前一个例子中只有一个vbtable，一个A的实例，末尾还有一个未知的4字节。而这个例子中是有两个仅挨着的vbtable（都有效）和一个A的实例。
