虛函數作為C++的重要特性，讓人又愛又怕，愛它功能強大，但又怕駕馭不好，讓它反咬一口，今天我們用CPU的角度，撕掉語法的偽裝，重新認識一下虛函數。

虛函數是C++實現面向對象設計及多態特性的重要手段。沒有虛函數，C++和C的區別就不大，都需要借助大量的“函數指針”，進行面向對象的程序設計（特別是功能擴展方面）。

有了虛函數的存在，函數指針的使用率大大降低，代碼可讀性，代碼數量都能得到大幅度的改善。

最厲害的是，C++的虛函數實現機制，幾乎同時在空間、效率上獲得了最優解。

學習C++，虛函數是一條必經之路！

先來看兩段簡單代碼

讓我們先比較一下普通函數體與虛函數體有什么區別，顯然，兩個函數是完全一致的，虛函數跟普通函數一樣，都會夾帶一個隱藏參數this指針。所以，如你所見，虛函數在實現方面，跟普通函數沒有任何區別。

讓我們再看看調用它們的時候，會有什么不同

通過對比，大部分地方也是相同的，箭頭指的那兩條指令都是在輸入：隱藏參數 this指針。唯一的區別是，調用普通函數時，call指令的目標地址在編譯階段就確定了，也就是所謂的“靜態綁定”；但調用虛函數時，call指令只能根據rdx寄存器的值來確定函數的位置，也就是所謂的“動態綁定”。

再深入理解下這幾條指令

原來當類A有虛函數的時候，類A就會偷偷生成一個隱藏成員變量，方便起見，我們給這個隱藏變量起一個名字：V（指針類型），V存放著虛函數表的地址，根據偏移，就可以得到要執行的vtest_1 的地址，將其存在寄存器rdx里面，隨后一條：call rdx 指令，一個虛函數的調用就完成了。如果說，類的成員函數會夾帶隱藏參數 this指針，還能接受的話，那么，我說類還會夾帶隱藏變量V，你能接受嗎？如果真的存在隱藏變量V，在哪里給V初始化呢？答案是在A的構造函數中，把V初始化成類A的虛函數表地址，如下：

盡管我沒有寫構造函數，編譯器還是會給我 生成一個默認的構造函數 ，它一定、必須要幫我完成隱藏變量V的初始化。

當然，A有派生類B的話

那么隱藏變量V會在B的構造函數中被初始化為B的虛函數表地址，從而保證A、B的虛函數相互獨立，井水不犯河水，但考慮到派生類B的構造函數，還會調用基類A的構造函數。因此，變量V一會兒會被初始化成類A的虛函數表，一會又會被初始化成類B的虛函數表，為了避免暈頭，往往會禁止在構造函數里面調用虛函數。

小結一下：

1、虛函數在函數體的實現方面跟普通函數沒有任何區別。

2、虛函數的調用需要借助類對象的隱藏變量 V(vptr)來完成，隱藏變量V(vptr)會在構造函數中被初始化成虛函數表的內存地址。

3、調用任何虛函數的套路都是一樣的，唯一的區別是要根據它們在虛函數表的位置設置正確的偏移量。

大家可以看看調用vtest_1()和調用vtest_2()的唯一區別是什么？

不得不佩服虛函數的實現方法，幾乎同時在效率的空間上得到了最優解，因為虛函數的出現，函數指針的使用率大大降低，如果你還是被函數指針困擾的時候，或許可以考慮一下虛函數。