在开始我们的内容前，首先让我们看一道面试题，题目如下：
说出下段代码的输出：
class A
{
public:
virtual void g()
{
cout<<"A::g()"<<endl;
}
private:
virtual void f()
{
cout<<"A::f()"<<endl;
}
};
class B:public A
{
public:
virtual void g()
{
cout<<"B::g()"<<endl;
}
private:
virtual void h()
{
cout<<"B::h()"<<endl;
}
};
typedef void(*Fun)(void);
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
B b;
Fun pFun;
for(int i=0;i<3;i++)
{
pFun=(Fun)*((int*)*(int*)(&b)+i);
pFun();
}
};
思考几分钟，看一下程序输出：
如果你有疑问，或者不理解，我们就开彻底分析下这个程序。首先简单讨论一下虚函数在内存中与Class的关系。
4.1 虚函数的维护
带有一个虚函数的Class，以下3个操作会在编译期间发生：
1. 一个虚函数表（vtbl）会被编译器产生出来，内部存放Class的虚函数地址。（虚函数表是以Class维护的）
2. 每一个Class Object中，一个额外的虚函数表指针（vptr）会被编译器合成出来，内含vtbl的地址。（vptr是以Class Object维护的）
3. 对虚函数的调用会被改写，比如b.f(),（f()为虚函数）会被改写成：(*b.vptr[1])(&b),其中1表示f()在vtbl中的索引，&b代表调用f()的this指针。（可以看出虚函数的调用是需要以间接调用完成，效率相对普通成员函数要低）
此外带有一个虚函数的Class的默认合成构造函数以及拷贝构造函数不再是trivial，他需要为每个Object的vptr设定初值，使其指向适当的vtbl。
扩展：同理当一个Class直接或间接继承一个virtual base Class时，也不再表现“位逐次拷贝语义”，默认构造函数和拷贝构造函数也不再是trivial，因为需要正确的设置virtual base Class的偏移。
注：如图：两个B的对象之间或两个D的对象之间调用拷贝构造，“位逐次拷贝”不会发生问题，但是用D的对象给B的对象赋值（此时造成切割）就必须调整vptr和virtual base Class偏移。
4.2 虚函数表中的内容
那么虚函数表中的“虚函数”都包括哪些呢？总共有以下三类：
（1） 被当前Class覆盖（override）的base Class中的虚函数
（2） 继承自base Class的没有被override的虚函数。
（3） 纯虚函数（当前类定义的，或者从base Class继承来的）
4.3 虚函数的布局
说了这么多，我们基本可以推断出程序中Class A,Class B的内存布局情况，如下图。注：Type_info以后讨论，这里先忽略。
（a）Class A内存布局 （b）Class B 内存布局
从上图可以看出A,B的对象中没有数据成员，只有一个vptr，这个我们可以输出验证：
cout<<sizeof(A)<<" "<<sizeof(B)<<endl;（4,4）。
注：虚函数在vtbl中的顺序和虚函数在Class中的声明顺序一致。
4.4 pFun=(Fun)*((int*)*(int*)(&b)+i);
相信不少人对程序中这条语句都有迷惑，下面我们来逐步分析下这条语句的含义。
首先，由程序中typedef语句我们知道Fun是一个函数指针，也就是这句话是要将某个地址转换成函数地址（指针）。具体步骤如下：
（1） (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+i)----------------------------取对象b的地址，由对象的内存布局我们知道对象b的地址和vptr的地址相同，即取vptr的地址。
（2） (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+i)----------------------------将vptr的地址强转成int型地址（指针），即让编译器将vptr的地址当做int型指针对待。否则*(&b)会被当做对象b。
（3） (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+i)----------------------------得到vptr地址中存放的内容，即vptr（或者说vptr的值，或者说vtbl的地址）。
（4） (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+i)----------------------------将vtbl的地址转为int指针，为之后与整型类型i相加做准备。
（5） (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+i)---------------------------- 我们知道指针与整数的相加，移动的是指针所指对象的大小，因为上一步已经转换为int型指针，所以会移动i*sizeof(int)个字节。
（6） (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+i)-----------------------------其实上一步就是将指针移动到vtbl中相应表条目处（存放虚函数的地址），所以这里取出地址的内容就是对应虚函数的地址。
（7） (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+i)------------------------------最后这一步将函数的地址转换成函数指针，以后后面调用。
综上，我们可以知道这句活就是根据i的递增逐个调用B中的虚函数。而B中的虚函数布局我们已经知道，所以输出就不难理解了。
注：通过这个例子我们还发现了一个问题，函数f()在基类A中是私有的，而我们却访问到了。其实我们将B中的h()声明为private，输出结果依然不变，并不会引起访问权限问题。也就是说可以外界访问到Class的私有虚函数。这是为什么呢？我个人的理解是：访问限定符只在编译检查时候起作用，而在程序执行期间没有作用，因为从C++的函数名称修饰规则来看，并没有将访问限定符纳入其中，所以我们只要通过了编译，找到对应的函数地址就能够调用私有函数，因为在内存中私有函数和公有函数并没有什么区别。
