c++虚函数表问题

Question

class Base
{
public:

    virtual ~Base()
    {
    }

    virtual void func()
    {
        cout << "Base func()\n";
    }
};

class BasePlus : public Base
{
public:

    virtual ~BasePlus()
    {
    }

    virtual void func()
    {
        cout << "BasePlus func()\n";
    }
};

int main()
{
    BasePlus bp;
    Base b = bp;
    b.func();  // Base func()

    return 0;
}

一个类存在虚函数，那么对象创建的时候就会多一个虚函数指针 vptr，指向虚函数表。

上述代码，派生类对象直接赋值给基类对象，那么 BasePlus.vptr 不是也赋值给了 Base.vptr 了么，为什么调用 b.func() 却没有输出 BasePlus func() 呢？

当时在学多态的时候，一直没仔细思考过这个问题。现在想想，我的猜测如下：

应该是 vptr 压根没赋值过去。Base b = bp 执行的是 Base 的默认 = 运算符操作，进行的是 memberwise copy。

还请各位大兄弟指点迷津。

Answer 1

Base b = bp; 执行的不是 Base 的 operator= ，而是拷贝构造函数。构造的结果一定是一个 Base，而不是 BasePlus 。

默认的 operator= 的逻辑是对每一个子对象调用 operator= 。默认的 oprator= 的参数是 const Base &。vptr 是实现细节，不属于子对象。赋值之后，被赋值的对象依然是 Base 的对象，不会变成 BasePlus 的对象，对 vptr 的操作（如果有）必须保证这一点。

Answer 2

这个问题挺有意思，试验了一下确实如此。来反推一下过程。

// sizeof(Base) = 8
// sizeof(BasePlus) = 8

BasePlus bp;
Base b;
memcpy(&b, &bp, sizeof(b));
b.func();  // Base func()

感觉上，b.func() 应该根据虚函数表调用 BasePlus::func。但可能因为这里用了直接调用，从而使“选择”这个过程在编译期就决定了。

用 godblot.org 看了一下，确实如此。clang 在这里直接生成了 call Base::func()

进一步，这个反直觉的事情我猜应该是个 UB（未定义行为），所以编译器怎么做都对，不讲道理的。

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虚函数的通常用法应该如下所示：

BasePlus bp;
Base* b = new Base();
memcpy(b, &bp, sizeof(b));
b->func();  // BasePlus func()