编译器对c++虚方法的处理

当编译器在类上看到一个虚方法时，它将创建一个名为vtable的方法指针表，并且将类中指向每个虚方法的指针添加到上表中。该类的vtable将是一个单一副本。编译器还会在该类的每个实例中添加一个指向该表的指针，它被称为vptr。因此，当我们将方法标记为virtual后，在运行时会为该类创建一个vtable的单个内存开销，以及从该类创建的每个对象的额外数据成员（vptr）的内存开销。通常，当客户端代码调用方法时（非内联），编译器将跳转到客户端代码调用该方法的函数。当客户端代码调用某个虚方法后，编译器将间接引用vptr以获取vatble，然后使用存储在该表中的相应地址。显然，这涉及额外的间接层级。
在基类中，每个虚方法的vtable中都有一个独立的条目，并且它们是以声明的顺序排列的。当使用从基类派生的虚方法时，派生类也将拥有一个vptr，但是编译器将让它指向派生类的vtable，即编译器将使用派生类的虚方法实现的地址填充vtable。如果派生类没有实现其继承的虚方法，则vtable中的指针将指向基类方法，如图7-5所示。
右侧有两个类；基类中有两个虚函数，派生类只实现了其中的一个。右侧介绍了内存布局。两个对象分别表示基类对象和派生类对象。每个对象在类数据成员之后都包含一个独立的ptr，并且数据成员是以这种方式进行排列的，类数据成员排在首位，后面是派生类数据成员。vtable指针包含指向虚方法的方法指针。在这种情况下的基类，方法指针指向的方法是根据基类实现的。在这种情况下的派生类仅实现第二种方法，因此这个类的vtable包含一个指向基类和派生类虚方法的指针。