虚函数多态依赖vptr和vtable运行时查表实现：对象首部存vptr，调用时通过vtable偏移跳转函数地址；仅指针/引用调用虚函数才动态绑定，对象直接调用、切片、构造析构中调用均退化为静态绑定。
虚函数调用为什么能实现多态
虚函数的多态能力不来自语法糖，而依赖编译器在类布局中插入的 vptr（虚函数表指针）和运行时通过 vtable 查表跳转。只要基类声明了 virtual 函数，哪怕没定义，编译器也会为该类生成虚函数表，并在每个对象内存布局开头隐式插入一个 vptr 指向它。
当通过基类指针或引用调用虚函数时，实际执行的是：
1. 从对象首地址读取 vptr
2. 根据函数在虚表中的偏移（编译期确定）查到函数地址
3. 间接跳转执行 —— 这个过程发生在运行时，所以能根据实际对象类型调用对应版本
虚函数表（vtable）长什么样？怎么验证
每个含虚函数的类（包括派生类）有唯一一份静态 vtable，里面存的是函数指针（不是函数名），顺序按虚函数声明顺序排列，析构函数如果虚也会占一个槽位。你可以用 GDB 或 Clang 的 -fdump-class-hierarchy 看到真实布局：
class Base {
public:
virtual void f() { }
virtual void g() { }
};
对应 vtable 类似：vtable for Base:
[0]: Base::f
[1]: Base::g
若 Derived : public Base 重写了 f()，它的 vtable 就是：
[0]: Derived::f ← 覆盖
[1]: Base::g ← 继承未改
注意：sizeof(Base) 在 64 位系统通常是 8（仅含一个 vptr），别误以为是 0。
哪些情况会破坏虚函数多态行为
多态只在“通过指针或引用、且调用的是虚函数”时生效。以下常见写法会静默退化为静态绑定：
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- 直接用对象调用：
Base b; b.f();→ 编译期绑定，哪怕f是虚函数 - 派生类对象赋值给基类对象（非指针/引用）：
Base b = Derived();→ 发生切片，vptr被替换为Base的，多态丢失 - 构造/析构函数中调用虚函数：此时
vptr指向当前正在构造/析构的类的 vtable，不会调用派生类重写的版本（C++ 标准规定） - 虚函数内联失败但被强制
inline：编译器可能拒绝内联虚函数，但若强行加inline关键字，不会报错，只是无效；真正影响的是能否 devirtualize（如 LTO 下的去虚拟化优化）
面试常问的底层细节陷阱
面试官喜欢抠边界情形，比如：
– 多重继承下 vptr 不止一个（如菱形继承中虚继承会引入额外 vptr），对象内存布局变复杂，static_cast 和 dynamic_cast 行为差异明显；
– 纯虚函数在 vtable 中填的是哑元（如 GCC 填 __cxa_pure_virtual），调用会 abort；
– 虚函数表本身不可修改（只读段），但某些嵌入式环境或热补丁场景会 patch vtable，属于未定义行为；
– std::function 或 lambda 捕获虚函数调用，本质仍是通过对象指针查表，不改变多态机制。
真正容易出错的是把“有虚函数”等同于“自动多态”，而忽略调用方式和对象生命周期这两个硬性前提。
