15.5　C++如何实现晚捆绑

晚捆绑如何发生？所有的工作都由编译器在幕后完成。当告诉编译器要晚捆绑时（通过创建虚函数来告诉），编译器安装必要的晚捆绑机制。因为程序员常常从理解C++虚函数机制中受益，所以这一节将详细阐述编译器实现这一机制的方法。

关键字virtual告诉编译器它不应当执行早捆绑，相反，它应当自动安装对于实现晚捆绑必需的所有机制。这意味着，如果对Brass对象通过基类Instrument地址调用play（），将得到恰当的函数。

为了达到这个目的，典型的编译器^[1]对每个包含虚函数的类创建一个表（称为VTABLE）。在VTABLE中，编译器放置特定类的虚函数的地址。在每个带有虚函数的类中，编译器秘密地放置一个指针，称为vpointer（缩写为VPTR），指向这个对象的VTABLE。当通过基类指针做虚函数调用时（也就是做多态调用时），编译器静态地插入能取得这个VPTR并在VTABLE表中查找函数地址的代码，这样就能调用正确的函数并引起晚捆绑的发生。

为每个类设置VTABLE、初始化VPTR、为虚函数调用插入代码，所有这些都是自动发生的，所以不必担心。利用虚函数，即使在编译器还不知道这个对象的特定类型的情况下，也能调用这个对象中正确的函数。

下面几节将进行更详细的阐述。

15.5.1　存放类型信息

可以看到，在任何类中不存在显式的类型信息。而先前的例子和简单的逻辑告诉我们，必须有一些类型信息放在对象中；否则，类型将不能在运行时被建立。确实是这样的，但类型信息被隐藏了。为了看到这些信息，这里举一个例子，以便检查使用虚函数的类的长度，并与没有虚函数的类进行比较。

不带虚函数，对象的长度恰好就是所期望的长度：单个^[2]int的长度。而带有单个虚函数的OneVirtual，对象的长度是NoVirtual的长度加上一个void指针的长度。它反映出，如果有一个或多个虚函数，编译器都只在这个结构中插入一个单个指针（VPTR）。因此OneVirtual和TwoVirtuals的长度没有区别。这是因为VPTR指向一个存放函数地址的表。我们只需要一个表，因为所有虚函数地址都包含在这个单个表中。

这个例子至少要求一个数据成员。如果没有数据成员，C++编译器会强制这个对象是非零长度，因为每个对象必须有一个互相区别的地址。如果我们想象在一个零长度对象的数组中索引寻址，就能理解这一点。把一个“哑”成员插入到对象中，否则这个对象就会是零长度。当类型信息由于存在这个关键字virtual而被插入时，这个“哑”成员的位置就被占用。在上例中，用注释符号将int a这一行去掉，就会看到这种情况。

[1]编译器可以按它们希望的任何方式执行虚操作，但是这里所讨论的方法是一种相当通用的方法。

[2]这里某些编译器可能含有长度功能，但是并不多见。