C++ 虚表和多态的实现原理

C++中的虚表和多态的实现原理涉及到面向对象编程的重要概念。在C++中，多态是通过虚函数（virtual functions）和虚表（virtual table）来实现的。

当一个类包含至少一个虚函数时，C++编译器会为该类创建一个虚表。虚表是一个指针数组，其中存储了该类所有的虚函数的地址。每个对象都包含一个指向其类虚表的指针，这个指针称为虚指针（vptr）。

当使用多态时，主要涉及两个概念：动态绑定和静态绑定。动态绑定意味着在运行时确定调用的函数，而静态绑定则在编译时确定。

下面是一个简单的示例来说明虚表和多态的实现原理：

#include <iostream>

class Shape {
public:
    virtual void draw() {
        std::cout << "Drawing a shape." << std::endl;
    }
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing a circle." << std::endl;
    }
};

class Square : public Shape {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing a square." << std::endl;
    }
};

int main() {
    Shape* shape1 = new Circle();
    Shape* shape2 = new Square();

    shape1->draw();  // 动态绑定，调用Circle类的draw函数
    shape2->draw();  // 动态绑定，调用Square类的draw函数

    delete shape1;
    delete shape2;

    return 0;
}

在上述例子中，Shape类包含一个虚函数draw()。Circle和Square类分别继承自Shape，并覆盖了draw()函数。在main函数中，通过基类指针指向派生类对象，并调用draw()函数，实现了多态。在运行时，根据实际对象类型确定调用的虚函数，实现了动态绑定。