virtual 是 C++ 实现运行时多态的核心机制。默认情况下，通过基类指针调用的函数由静态类型决定（编译期绑定）；声明为 virtual 后，调用由动态类型决定（运行时绑定）。

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class Animal {
public:
    void speak() { }              // 非虚 —— 静态绑定
    virtual void move() { }       // 虚函数 —— 动态绑定
};

Animal* ptr = new Dog();
ptr->speak();  // 永远调 Animal::speak()
ptr->move();   // 调 Dog::move()，由实际对象类型决定

虚函数表（vtable）与虚函数指针（vptr）

编译器为每个含虚函数的类生成一张虚函数表，存储虚函数地址。每个实例有一个隐藏的 vptr 指向该表：

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对象内存布局:
┌───────────┐
│  vptr     │ ──→ vtable: [ &Base::f, &Base::g, &Base::h ]
├───────────┤
│  成员变量  │
└───────────┘

派生类覆写虚函数时，其 vtable 中对应槽位替换为派生类版本。调用路径：对象 → vptr → vtable → 函数地址。

虚析构函数

基类析构函数必须声明为 virtual，否则通过基类指针 delete 派生类对象时，派生类的析构函数不会被调用，造成资源泄漏：

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class Base { public: virtual ~Base() {} };  // 正确做法

经验法则：只要类中有虚函数（说明它被设计为基类），析构函数就应该是虚的。

纯虚函数与抽象类

纯虚函数只声明不实现，语法 = 0。包含纯虚函数的类是抽象类，不能实例化，派生类必须实现所有纯虚函数：

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class Shape {
public:
    virtual double area() const = 0;  // 纯虚函数 = 接口契约
    virtual ~Shape() {}
};

菱形继承与虚继承

菱形继承（D → B,C → A）会让 D 包含两份 A 的数据，访问时歧义报错：

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   A
  / \
 B   C
  \ /
   D      // D 中有两份 A！

virtual 继承确保共同祖先只有一份，放在对象内存末尾，通过 vbptr 间接寻址访问。

Q&A

Q1: 请详细解释 C++ 虚函数表的实现原理

包含虚函数的类在编译时生成虚函数表（vtable），每个实例有一个虚函数指针（vptr）指向它。运行时通过 vptr 查到虚函数信息，从而用基类指针也能调到子类重写的版本。

Q2: 多重继承下的虚表布局是怎样的？

多重继承会为每一个基类各存一个 vptr，放在对应基类数据段的前面：

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vptr1 | base1 | vptr2 | base2 | child

Q3: 虚继承又引入了什么额外开销？

解决的问题： 菱形继承会导致最终类包含两份共同祖先的数据，访问时编译器因歧义报错。虚继承把共同祖先放在内存最后，子类存一个指针（vbptr）指向到基类的偏移，通过间接寻址访问。

代价：

• 内存增长（多了 vbptr 和虚基类表）
• 性能变差（多一次间接寻址）
• 代码更复杂（最终派生类需手动调用祖先构造函数）

实践建议： 优先组合替代继承；需要多重继承时，至少一方应为纯虚接口类。