只有被virtual显式修饰的成员函数,且通过指针或引用调用时,才触发动态绑定;普通函数、静态函数、构造函数及非virtual析构函数均不参与虚函数机制。

虚函数怎么声明才触发动态绑定
只有被 virtual 显式修饰的成员函数,且通过指针或引用调用时,才会走运行时动态绑定。普通函数、静态成员函数、构造函数、析构函数(除非显式声明为 virtual)都不参与虚函数机制。
常见错误是忘记在基类中加 virtual,比如写成 void func() {} 而不是 virtual void func() {},此时即使派生类重写,调用也仍是静态绑定,编译器直接绑定到指针/引用的静态类型所对应的函数。
实操建议:
- 基类中所有预期被重写的接口,一律加上
virtual - 派生类中用
override显式标注重写(C++11 起),避免拼写错误或签名不匹配导致意外隐藏而非重写 - 纯虚函数写作
virtual void func() = 0;,含纯虚函数的类即为抽象类,不能实例化
虚函数表(vtable)在内存里长什么样
每个含虚函数的类(或其子类)在编译期生成一张全局只读的函数指针表,即 vtable;每个该类的对象开头隐式插入一个指针 vptr,指向其所属类的 vtable。对象布局通常是:vptr + 成员变量。
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注意:vtable 不是每个对象一份,而是每类一份;vptr 才是每个对象一份。多继承下可能有多个 vptr(如菱形继承需 virtual 继承来解决)。
典型布局示例(单继承):
class Base {
public:
virtual void f() { cout << "Base::f"; }
int x;
};
class Derived : public Base {
public:
void f() override { cout << "Derived::f"; }
int y;
};
// sizeof(Derived) 通常是 16(x + y + vptr,假设指针占 8 字节)
调试时可通过打印对象地址和 *reinterpret_cast 查看 vptr 指向的 vtable 内容(需关闭优化,且依赖 ABI,仅作理解参考)。
为什么构造函数和析构函数不能是虚函数(除了析构函数例外)
构造函数不能是虚函数,是因为对象尚未完成构造,vptr 还没被初始化到最终类的 vtable —— 它在构造过程中会随继承链逐级更新:先调基类构造,设基类 vtable 地址;再调派生类构造,覆盖为派生类 vtable 地址。此时若允许虚调用,会调到不完整状态的函数,语义危险。
析构函数可以且**应该**是 virtual 的(尤其基类有虚函数时),否则通过基类指针 delete 派生类对象,只会调基类析构,派生部分内存泄漏。
关键点:
- 基类析构函数必须声明为
virtual,哪怕函数体为空 - 一旦类设计为多态基类(即有
virtual函数),就默认应有virtual析构函数 - 不要在构造/析构函数中调用虚函数 —— 此时动态绑定失效,实际调用的是当前正在构造/析构的那个类的版本
动态绑定失败的三个典型场景
即使写了 virtual 和 override,仍可能因调用方式不对而退化为静态绑定。
最容易忽略的是:通过对象值(非指针/引用)调用虚函数,例如 Base b = Derived(); b.func(); —— 发生对象切片(slicing),b 是纯 Base 对象,vptr 指向 Base vtable,调用 Base::func。
其他常见陷阱:
- 使用
static_cast强转指针类型后调用,如static_cast,若(ptr)->func() ptr实际是Derived*,但强制按Base*解释,仍能正确动态绑定;但若强转为无关类型(如Other*),则未定义行为 - 函数参数是值传递而非引用/指针,传入派生类对象会切片,丢失虚函数信息
- 模板函数内直接调用
t.func()(t是模板参数),编译期绑定,与虚函数无关
虚函数机制只对“指针或引用 + 成员函数调用”这一特定语法生效,其余都是普通函数调用。这点必须刻进本能。









