虚函数通过vtable和vptr实现动态绑定，支持多态调用。1. 基类用virtual声明虚函数，派生类可重写；2. 编译器为含虚函数的类生成vtable，对象内含vptr指向该表；3. 调用时通过vptr查表确定实际函数地址；4. 纯虚函数以=0定义，使类成为抽象类；5. 析构函数应声明为虚函数以防内存泄漏；6. 使用override关键字提高代码安全性。此机制是C++多态的核心。
在C++中，虚函数的实现依赖于运行时的动态绑定机制，核心是通过虚函数表（vtable）和虚函数指针（vptr）来完成多态调用。下面详细说明其实现原理和使用方法。
虚函数的基本语法
在基类中使用virtual关键字声明函数为虚函数，派生类重写该函数后，通过基类指针或引用调用时会自动调用对应对象的实际类型函数。
示例：
#includeusing namespace std; class Base { public: virtual void show() { cout << "Base show()" << endl; } };
class Derived : public Base { public: void show() override { cout << "Derived show()" << endl; } };
int main() { Base* ptr = new Derived(); ptr->show(); // 输出: Derived show() delete ptr; return 0; }
虚函数的底层实现机制
C++编译器为每个包含虚函数的类生成一个虚函数表（vtable），它是一个函数指针数组，存储了该类所有虚函数的实际地址。
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每个对象内部会隐式添加一个指针vptr，指向其所属类的vtable。
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- 当类声明虚函数时，编译器创建vtable
- 派生类继承基类vtable，并更新重写函数的条目
- 对象构造时，vptr被初始化指向对应类的vtable
- 调用虚函数时，程序通过vptr找到vtable，再查表调用实际函数
纯虚函数与抽象类
使用= 0语法定义纯虚函数，表示该函数必须由派生类实现。
包含纯虚函数的类称为抽象类，不能实例化。
示例：
class Shape {
public:
virtual void draw() = 0; // 纯虚函数
};
class Circle : public Shape {
public:
void draw() override {
cout << "Drawing a circle" << endl;
}
};
注意事项与最佳实践
使用虚函数时应注意以下几点：
- 析构函数应声明为虚函数，防止派生类对象通过基类指针删除时资源泄漏
- 虚函数有轻微性能开销（查表操作），非必要不滥用
- 建议使用override关键字明确标识重写函数，提高代码可读性和安全性
- vtable和vptr由编译器自动管理，无需手动干预
基本上就这些。虚函数是C++实现多态的关键机制，理解其原理有助于写出更高效、安全的面向对象代码。
