为什么要了解虚函数表
了解虚函数表对理解C++实现多态的机制会有更深的了解，对对象的内存布局会有更好的认识。
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验证虚函数表的存在
（C++中的struct和class实际上是一样的）
C++中当一个类中存在virtual函数（虚函数）或者它的父类中存在虚函数，那么编译器就会为这个类生成虚函数表（virtual table）,下面我用代码来验证这个事情。
首先写一个class
class A
{
};
cout<<sizeof(A)<<endl;
输出结果1，就是说这个类占1个字节（具体为什么要占1个字节我也不太清楚，应该就这么设计的吧，有高手请告诉我为什么）。
下面改写这个类，为其加上虚函数
class A
{
public: virtual int add(int i);
};
cout<<sizeof(A)<<endl;
输出4。
我们知道函数不会影响类的大小，函数的地址是另外被存在一片内存区域。
这4个字节就是指向虚函数表的指针，编译器为有virtual函数的类加上去的，可以看到这是一个32位的指针，因为32位的操作系统的寻址范围是4G（64位处理器这个数值应该是64位的，没有经过验证）。
这个指针指向的虚函数表也是一片内存，这里面存储这所有虚函数的地址。内存的情况可能如下：
虚函数表
|
类A中的int add (int i)地址 |
|
。。。其他虚函数地址 |
如果类A的定义如下：
class A
{
public:
int i;
virtual int add(int i);
}
那么sizeof(A) == 8。所以类的大小等于vtable的size加上数据成员的size，如果他有父类，则还需要加上父类中数据成员的size。例如：
class B: public A
{
public:
int k;
}
cout<<sizeof(B);
输出12。
B的vtable (4bytes)+ B::k (4bytes) + A::i (4bytes) =12 bytes。
多态的原理
多态是如何利用这个虚函数表实现的呢？看下面的代码：
struct Super
{
int data;
virtual int add(int i){return i;};
virtual string toString()=0;
};
class Sub: public Super
{
public:
string toString()
{
return string("Sub class");
}
};
Super* s = new Sub();
cout<<s->toString()<<endl;
delete s;
输出”Sub class”。
|
Super vtable |
|
Super:: add地址 |
|
Super::toString地址 |
|
Sub vtable |
|
Super::add地址 |
|
Sub::toString地址 |
|
int data; |
编译器会把虚表编译成上面的样式，注意两件事情:
第一， 虚函数表在类所有成员的最前面。
第二， 第二，Sub因为重写了toString，Sub的虚函数表就记录者Sub的toString的地址。
上面的程序Super* s = new Sub();
s实际指向的是Sub类对象的内存区域，所以调用方法的时候会根据这片内存记录的函数地址进行调用，多态就是这么实现的。
访问虚函数表，手动调用虚函数
既然虚函数表存在于内存，那么就会有方法找到这片内存区域然后调用，下面就用程序来说明这项工作。
首先来看一项技术
struct S
{
int k;
int m;
};
S a;
int i = 5;
a.k = 5;
a.m = 4;
cout<<*(int*)&a<<endl;
输出5。
说明一下这段程序，我想就是最一行语句理解起来不太容易，把它拆开来看看会很清晰。
首先用int*型指向S类型
int* pi = (int*)&a;
然后用解引用来查看这片内存存储的int型数据，合起来就*(int*)&a是这种形式。
如此咱们就有了方法访问一个类的任意一片内存了，那么就先找到虚函数表的地址吧！
了解一个数据类型DWORD_PTR,它被定义为32位的指针(64位系统下64位)，我们就用这个指针来找到虚函数表的地址。
DWORD_PTR pvTable;
pvTable = (DWORD_PTR)&Sub();
Sub()创建了一个Sub的临时对象，&Sub()表示取这个对象的地址，然后把它强制类型转换为DWORD_PTR，上文说过虚表是在类的最上面，所以pvTable就指向了这个类的虚函数表。
如下代码访问此类的虚函数：
((Sub*)pvTable)->toString()
利用这种技术可以实现动态调用，具体实现不说明了，可以参考<<精通MFC>>P19，基本思想是实现一个与被调用类匹配的结构，然后进行类型转换就可以映射到相应位置的内存。
struct CompitibleStruct
{
DWORD_PTR vtable;
int data;
};
其他
C++中没有接口的概念，一般要实现接口都用pure virtual class(纯虚类)，下面代码举一个实例：
struct ISwitch
{
virtual void On() = 0;
virtual void Off() = 0;
};
定义一个ISwitch接口。参考java或者c#的语言规定，一个接口不能从类继承，所以这个接口的虚函数表其实没有任何意义，Microsoft为这种情况发明了一个修饰符__declspec(novtable)。为纯虚类加上这个关键字不错的选择，可以减少编译出来的冗余信息，这个技术被用到__interface关键字上了，ATL中能看到。
总结：本文由浅入深的介绍了C++的虚函数表，以及它在C++中扮演的角色，本文的技术参考了一些书籍加以总结揣测，上述代码在VS2005下测试运行通过，由于本人能力有限，可能会有错误的地方，希望读者指正。
参考资料：
<<深入浅出MFC>> <<精通MFC>> MSDN
原文：http://blog.csdn.net/smalllixin/article/details/1728464#
作者：smalllixin
