虚函数指针和虚函数表的创建时机和存放位置

问题

虚函数指针和虚函数表的创建时机和存放位置

我的回答

虚函数表(vtable)是存放在程序的只读数据段(.rodata)中的。这是因为虚函数表是编译时就确定的，对于每个包含虚函数的类，编译器都会创建一个对应的虚函数表，其中存储了该类的虚函数地址。将它放在只读数据段可以防止程序意外修改这些函数指针，提高安全性。

而虚函数指针(vptr)是存放在对象的内存布局中的，通常位于对象的开头位置。当我们创建一个包含虚函数的类的对象时，这个对象会包含一个指向对应虚函数表的指针。由于对象可能在栈上创建，也可能在堆上创建，所以虚函数指针的具体存储区域取决于对象本身的分配位置：

• 如果对象是栈上的局部变量，那么vptr就在栈内存中

• 如果对象是通过new动态分配的，那么vptr就在堆内存中

• 如果对象是全局或静态的，那么vptr就在数据段中

关于创建时机：

虚函数表是在编译期就创建好的，当编译器编译一个包含虚函数的类时，就会为这个类生成一个虚函数表。

而虚函数指针是在对象构造时被初始化的，具体来说是在执行基类构造函数之前，编译器会自动插入代码来初始化vptr，让它指向正确的虚函数表。这个初始化发生在任何用户代码执行之前。

在继承场景中，情况会更复杂一些。当派生类对象构造时，vptr最初会指向基类的虚函数表，然后在执行派生类构造函数时，vptr会被更新为指向派生类的虚函数表。这就是为什么在基类构造函数中调用虚函数时，会调用到基类的实现而不是派生类的实现，因为此时vptr还指向基类的虚函数表。