1.什么是虚函数？
虚函数是一种由virtual关键字修饰的一种类内函数，可分为虚函数和纯虚函数。我们还是直接先上代码看看吧（代码1.1）：
输出为：
A func() called.
B func() called.
好，我们来看看virtual关键字在这里的作用，类B继承于类A，而B中有和A同名的func()函数，这个时候声明一个类B的对象，它就能正确地调用B的func。
你这个时候可能会问，啊？virtual关键字我没看到在这起了什么作用啊？
那我们把类A的virtual去掉，再看看输出：
输出为：
A func() called.
B func() called.
没错！你说的是对的，virtual看起来在这里确实没有起到任何作用。
我们等下再说为什么要把需要重写的方法用virtual修饰，现在你就先认为它没用吧！
首先我们补一个知识点：析构函数可以写成虚的，但是构造函数不行。
为什么呢？其中的原因比较复杂，简单地来说就是虚函数是通过一种特殊的功能来实现的，它储存在类所在的内存空间中，构造函数一般用于申请内存，那连内存都没有，怎么能找到这种特殊的功能呢？所以构造函数不能是虚的。
当然，还有其它的原因，具体的可以看看这篇文章：
为什么构造函数不能为虚函数_C/C++_布衣不舍的专栏-CSDN博客blog.csdn.net
好，那么我们来试试把析构函数写成虚的，来看看会发生什么事？
首先我们把基类的析构函数写成虚的，有代码1.2：
这个时候，输出为：
A() called.
B() called.
~B() called.
~A() called.
好，那么我们来观察一下这里的virtual有什么用呢？你可以尝试把virtual去掉，观察一下输出有没有不同。
结论是，没有不同，无论基类的析构函数virtual与否，输出都是这样的。
啊咧，那给析构函数加虚有什么用啊！那你现在也暂且先认为它没用吧……
那我们来讲一讲纯虚函数。
什么叫纯虚函数呢？还是代码1.1那个例子，把：
修改为：
这样类A的func就是一个纯虚函数。
这个时候我们再编译一下（用VS2017），会报错：
error C2259: “A”: 不能实例化抽象类
note: 由于下列成员:
note: “void A::func(void)”: 是抽象的
note: 参见“A::func”的声明
对！纯虚函数是不能被调用的，因为它根本就没有实现，只有声明。
所以a.func();这样的代码是会报错的。
那我们把代码变成这样（代码1.3）：
输出为：
好，那我们就知道纯虚函数，是一种不需要写实现，只需要写声明的一种函数，它留待派生类（也就是继承于此类的类）来实现它的具体细节，我们在这里称A为基类，B为派生类，下文同。
特殊地，在代码1.3中，因为类A拥有纯虚函数，我们也称它为抽象类，称A::func()为抽象函数。
请记住，抽象类是不可以被实例化的，也就是说在代码1.3中，A a;语句是非法的。
那问题又来了，派生类可以是抽象类吗？
我们不妨试试（代码1.4）
输出为：
套娃狂喜，也就是说，在单继承的前提下，你只要实例化的派生类不是抽象类就可以了，一个抽象类是可以继承自抽象类的，并且它可以被另一个类所继承。
2.什么是虚继承？
啊咧啊咧，虚继承是这样的，我们先来看代码2.1：
编译一哈：
main.cpp(26): error C2385: 对“a”的访问不明确
main.cpp(26): note: 可能是“a”(位于基“A”中)
main.cpp(26): note: 也可能是“a”(位于基“A”中)
main.cpp(27): error C2385: 对“a”的访问不明确
main.cpp(27): note: 可能是“a”(位于基“A”中)
main.cpp(27): note: 也可能是“a”(位于基“A”中)
后三条和前三条报的都是一样的错误。
指的就是D这个类被实例化了之后，对象d想访问基类A的成员a的时候，竟然不知道应该是通过B来找还是通过C来找。
这种就叫菱形继承，如图：
那这个时候我们该如何访问到经过B的A的成员a呢？代码2.2给出了一种解决方案：
输出为：
好的我们终于发现了一种经过指定类访问到爷类（基类的基类）的成员方法了！
那我又提出了一个新问题：经过B访问的a和经过C访问的a，它们，是一个a吗？
我们做个实验就知道了，因此，我们有代码2.3：
输出为（这两个地址是随机的，每次执行都会不同）：
0000007CF67DF948
0000007CF67DF950
地址都不同，那就肯定不是一个a了，但是它们的地址位置相差2，这难道是一个巧合吗？
我们后面会说到，可以证明它们的偏移量在这个例子中，是不会随着代码执行的次数的多少而有所改变的。
那其实也就是说，如果是这样继承，D中将会有两份A的副本。
这不对劲，我们应该只想要一份A而已。
这个时候，我们就需要引入虚继承，在需要继承的基类前加virtual关键字修饰该基类，使其成为虚基类，见代码2.4：
我们可以发现，无论指不指定经过的类，a都只会在d中有一份副本了。
但请记住，把代码2.2的
写成：
是不可以实现多继承的。
3.多态
我们来解决第一节中所提出的问题，在基类中给成员函数/析构函数分别加virtual到底有什么作用？
我们先来看C++是如何实现多态的，见代码3.1，代码3.1给出了一种基类调用派生类方法的例子：
代码3.1的输出为：
可以发现，给Base类的指针赋予派生类的属性，居然是可以正确调用派生类的方法的！
那我们把Base类的virtual删掉呢？
那输出就会变为：
我们可以发现，这个时候派生类的方法就不会去覆盖基类，从而无法调用派生类的方法。
那么同样地，我们可以猜想，如果Base类的析构函数不虚，将会发生怎样的结果？（代码3.2）：
输出为：
Base() called.
Dervied() called.
~Base() called.
我们可以发现，Dervied类的空间并没有被释放，这个时候就内存泄漏了。
把Base类的析构函数设为虚的，那就有：
Base() called.
Dervied() called.
Dervied() called.
~Base() called.
这样子就可以成功释放所有申请的内存了。
好，析构函数的虚特性我们就搞清楚了，但是我们还是没有搞清楚一个问题：
把函数声明为虚的，为什么Base的指针就可以在绑定派生类的属性之后，寻找到正确的方法呢？
接下来我们就来讲虚函数表及虚函数表指针。这两者是实现多态的必备工具。同时，我们将会讨论内存分布，并且我们通过虚函数表明白，为什么不能把基类方法赋值给派生类指针。
4.虚函数表及虚函数表指针
我们先来一段不表现多态的代码，来探究一下虚函数表及其指针是什么，见代码4.1：
这个时候我们打开监视，看一下类对象有什么东西：
如果看不清图的我给大家说说：
b1的地址为0x0115d908，其中有一个隐藏变量__vfptr，类型为void **，地址为0x00c49ca0。
d1的地址为0x01157660，其中有一个Base类，Base类下有一个隐藏变量__vfptr，类型为void **，地址为0x00c49b5c。
好，这个__vfptr指向什么呢？它应该指向一个void *的数组，这个void *的数组，就是我们的虚函数表。
我们仅看b1，打开b1的__vfptr往下展开：
我们看到里面有两个数据，一个是Base的析构函数的地址，地址为0x00c414d3，另一个是Base的func，地址为0x00c414f1。
这个void *其实就存放着所有被virtual关键字修饰的函数的实际存放地址。
我们可以看看__vfptr指向的变量叫什么名字，叫：
Projec1.exe!void(* Base::`vftable`[3])()
就是一个叫`vftable`的函数指针数组，长度为3（虽然我挺奇怪为啥长度为3，大家可以在评论区教我一下）。
好，这个虚函数表就真相大白了。
接下来我们把代码4.1改写一下，使其展现出多态，代码4.2：
好，我们其实测试代码4.1的时候是用了4.2的代码的，这样可以保证地址的一致性，那我们现在来看看代码4.2的b1的状态：
我们可以发现，这个时候的b1是一个Base类的指针，但是__vfptr指向的却是Dervied类的虚函数表！连地址都是和上次d1的__vfptr是一样的。
诶嘛，好起来了，那我要调函数的时候（比如调func），我要去虚函数表找函数地址的嘛，那我不就一找就能找到我想调用的Dervied类的方法了？
那我们也可以知道，整个程序的生存周期中，每个类的虚函数表都有唯一的一个地址。
那回到之前的问题，为什么不能把基类的属性赋值给派生类指针呢？
我们来举一个例子就知道了，见代码4.3：
我们来看看b1和d1的虚函数表：
可以发现，b1的虚函数表的长度为4，而d1的虚函数表的长度为5。
那也就是说，Dervied类对象指针本该接收一个长度为5的虚函数表，可是你给它传了一个Base类属性，这个Base类只有长度为4的虚函数表，没办法填满这个长度为5的虚函数表。
那也就是说，缺失了一种方法的实现。缺失了哪个方法呢？
func3()
假设我有语句：
并且假设这个语句合法，那么我们随即调用Dervied的func3()方法：
请记住，就算你把Base类的属性赋值给了d，可d本身依然还是一个Derived指针，编译器是不会管你把什么属性赋值给了d的，所以d->func3();这个语句本来就应该是合法的。
那这个时候程序跳转到d的虚函数表（这个虚函数表是Base类的虚函数表），发现找不到func3()方法，所以就崩了。
因为派生类继承了基类所有的公有虚函数，所以派生类是基类的超集，所以把派生类属性赋值给基类是合法的，但基类赋值给派生类就一定不合法，因为基类缺失了一些派生类所新定义的属性。
至于给private属性的函数打virtual会怎样？
你可以试试，在派生类中根本就没有办法重写这些虚方法，也没法访问，一样是没有意义的。
最后我们讲讲单继承下的类大小，菱形继承下的类大小和虚继承下的类大小。
5.各种继承下的类大小
先来代码5.1：
输出为：
好，我们来看看8是怎么来的，很简单：sizeof(int) + sizeof(void **)
就是base变量和虚函数指针的长度之和。
那为什么Dervied是12呢？
因为Dervied本身还有一个dervied变量呀。
好，我们再来看看菱形继承的（见代码5.2）：
（注：在C++11中，final是一个关键字，可以用来指定一个类不可再被继承）
输出结果为：
为什么呢？
我们来分析一下：
Base的大小为sizeof(Base::base) + sizeof(Base::__vfptr) = 8
Dervied1的大小为sizeof(Dervied1::dervied1) + sizeof(Base) = 12
Dervied2的大小为sizeof(Dervied2::dervied2) +sizeof(Base) = 12
Final的大小为sizeof(Dervied1)+sizeof(Dervied2) + sizeof(Final::final) = 28
OK，这个好判别。
那虚继承呢？
我们把代码5.2稍微改一下，就可以得出代码5.3：
输出为：
为啥？
Base就不用讲了，和上面是一样的。
那Derived1呢？16 = sizeof(Base) + sizeof(Dervied1::dervied1) +sizeof (Dervied1::__dervied1)
Dervied2同理
那为什么Final是28呢？
请记住，因为是虚继承，Final只会有一份Base的副本，所以大小就是：
sizeof(Base::base)+sizeof(Base::__vfptr)+sizeof(Dervied1::dervied1)+sizeof(Dervied1::__vfptr)+sizeof(Derived2::dervied2)+sizeof(Dervied2::__vfptr)+sizeof(Final::final) = 28
至于它们的地址偏移……看看我有没有兴趣吧，有兴趣我就写，没兴趣就算了。
这个应该跟编译器强相关吧。
我猜。
