C++基础面试题, C++ 中虚函数的原理?

Step 1

Q:: C++ 中虚函数的原理是什么？

A:: 在 C++ 中，虚函数的实现主要依赖于虚函数表（vtable）和虚函数指针（vptr）。当一个类中声明了虚函数时，编译器会在该类的内存布局中添加一个虚函数指针（vptr），该指针指向该类的虚函数表（vtable）。虚函数表是一个指针数组，每个元素指向该类的虚函数实现。当通过基类指针或引用调用虚函数时，程序会使用虚函数指针找到对应的虚函数表，然后调用表中的相应函数指针指向的函数。通过这种机制，C++ 实现了动态多态性。

Step 2

Q:: 虚函数与普通函数的区别是什么？

A:: 虚函数允许在派生类中重新定义并且在运行时通过基类指针或引用调用时，能够执行派生类的实现。而普通函数则不会有这种动态绑定的特性，调用时直接调用编译时已确定的函数实现。

Step 3

Q:: C++ 中虚函数的开销是什么？

A:: 虚函数引入了额外的内存开销，因为每个包含虚函数的类对象需要存储一个指向虚函数表的指针。同时，由于虚函数是通过虚函数表间接调用的，这导致了额外的性能开销，特别是在高频调用时。