本文转载自：http://www.cnblogs.com/malecrab/p/5572119.html
我要手动抄一遍，加深印象。
1.数据成员指针
对于普通指针，其值就是它所指向的地址，0表示空指针。
而对于数据成员指针（这个描述实际上并不合适，它指的应该是类或者结构的数据成员的地址），它的值是相对于对象起始地址的偏移量，-1表示空指针。如图：
代码示例：
struct X {
int a;
int b;
};
#define VALUE_OF_PTR(p) (*(long*)&p)
int main() {
int X::*p = 0; // VALUE_OF_PTR(p) == -1
p = &X::a; // VALUE_OF_PTR(p) == 0
p = &X::b; // VALUE_OF_PTR(p) == 4
return 0;
}
2.成员函数指针
成员函数指针与普通函数指针相比，其size是普通函数指针的两倍，分为ptr和adj两部分。
（1）非虚函数成员指针：
ptr内容为函数指针（指向一个全局函数，该函数的第一个参数为this指针），adj部分始终为0。例：
代码示例：
extern "C" int printf(const char*, ...);
struct B {
void foo() { printf("B::foo(): this = 0x%p\n", this); }
};
struct D : public B {
void bar() { printf("D::bar(): this = 0x%p\n", this); }
};
void (B::*pbfoo)() = &B::foo; // ptr: points to _ZN1B3fooEv, adj: 0
void (D::*pdfoo)() = &D::foo; // ptr: points to _ZN1B3fooEv, adj: 0
void (D::*pdbar)() = &D::bar; // ptr: points to _ZN1D3barEv, adj: 0
extern "C" void _ZN1B3fooEv(B*);
extern "C" void _ZN1D3barEv(D*);
#define PART1_OF_PTR(p) (((long*)&p)[0])
#define PART2_OF_PTR(p) (((long*)&p)[1])
int main() {
printf("&B::foo->ptr: 0x%lX\n", PART1_OF_PTR(pbfoo));
printf("&B::foo->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pbfoo)); // 0
printf("&D::foo->ptr: 0x%lX\n", PART1_OF_PTR(pdfoo));
printf("&D::foo->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pdfoo)); // 0
printf("&D::bar->ptr: 0x%lX\n", PART1_OF_PTR(pdbar));
printf("&D::bar->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pdbar)); // 0
D* d = new D();
d->foo();
_ZN1B3fooEv(d); // equal to d->foo()
d->bar();
_ZN1D3barEv(d); // equal to d->bar()
return 0;
}
（2）虚函数指针
ptr部分内容为虚函数对应的函数指针在虚函数表中的偏移地址+1（之所以+1是因为0表示了空指针），而adj部分为调节this指针的偏移字节数。
对上图的说明：
（1）A和B都没有基类，但是都有虚函数，因此各有虚函数指针（假设为vptr）。
（2）C同时继承了A和B，因此会继承两个虚函数指针，但是为了节省空间，C会和主基类A共用一个虚函数指针，即上图的vptr1，继承自B的虚函数指针假设为vptr2。
（3）C没有重写继承自A和B的虚函数，因此在C的虚函数表中存在A::foo和B::bar函数指针（如果C中重写了foo()，则C的虚函数表中A::foo会被替换为C::foo）。
（4）C中有两个虚函数指针vptr1和vptr2，相当于有两张虚函数表。
（5）A::foo（C::foo）、B::Bar（C::bar）都在虚函数表中偏移地址为0的位置，因此ptr为1（0+1=1）（这个地方注意一下，C有两张虚函数表）。而C::quz在偏移为8的位置，因此ptr为9（8+1=9）（这里需要注意的是，成员函数指针的大小是普通函数指针大小的两倍，即为8）。
（6）当我们使用pc调用C::bar()时，如：“(pc->pcbar)()”，实际上调用的是B::bar()（即_ZN1B3barEv(pc)），pc需要被转换为B类型指针，因此需要对this指针进行调节（调节至pb指向的地址），因此adj为8（adj为何为8呢，参见上图，C有两张虚函数表，vptr1和vptr2，而pb指向的是vptr2，vptr1的大小是8，所以在进行this调节时，要给adj为8才能偏移到pb指针所指的位置）。
代码示例：
extern "C" int printf(const char*, ...);
struct A {
virtual void foo() { printf("A::foo(): this = 0x%p\n", this); }
};
struct B {
virtual void bar() { printf("B::bar(): this = 0x%p\n", this); }
};
struct C : public A, public B {
virtual void quz() { printf("C::quz(): this = 0x%p\n", this); }
};
void (A::*pafoo)() = &A::foo; // ptr: 1, adj: 0
void (B::*pbbar)() = &B::bar; // ptr: 1, adj: 0
void (C::*pcfoo)() = &C::foo; // ptr: 1, adj: 0
void (C::*pcquz)() = &C::quz; // ptr: 9, adj: 0
void (C::*pcbar)() = &C::bar; // ptr: 1, adj: 8
#define PART1_OF_PTR(p) (((long*)&p)[0])
#define PART2_OF_PTR(p) (((long*)&p)[1])
int main() {
printf("&A::foo->ptr: 0x%lX, ", PART1_OF_PTR(pafoo)); // 1
printf("&A::foo->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pafoo)); // 0
printf("&B::bar->ptr: 0x%lX, ", PART1_OF_PTR(pbbar)); // 1
printf("&B::bar->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pbbar)); // 0
printf("&C::foo->ptr: 0x%lX, ", PART1_OF_PTR(pcfoo)); // 1
printf("&C::foo->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pcfoo)); // 0
printf("&C::quz->ptr: 0x%lX, ", PART1_OF_PTR(pcquz)); // 9
printf("&C::quz->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pcquz)); // 0
printf("&C::bar->ptr: 0x%lX, ", PART1_OF_PTR(pcbar)); // 1
printf("&C::bar->adj: 0x%lX\n", PART2_OF_PTR(pcbar)); // 8
return 0;
}
有了上述解释，我们就可以知道为什么回调函数不能是普通成员函数了，普通成员函数有一个隐式的this指针，做了成员函数的第一个参数，而回调函数的参数没有办法添加这个this指针。
我把上一篇没写的虚函数的底层实现挪到这里来说，更加具有连贯性，博客同样出自本文引用博客作者的作品，只能说，膜拜大神。
虚函数实现的基本原理：（这其实也是继承体系消耗性能的一个原因）
1.简单的说，每一个含有虚函数（无论是其本身的还是继承而来的）类，都至少有一个与之对应的虚函数表，其中存放着该类所有的虚函数对应的函数指针。例如：
其中：
（1）B的虚函数表中存放着B::foo和B::bar两个函数指针。
（2）D的虚函数表中存放的既有继承自B的虚函数B::foo，又有重写（override）了基类虚函数B::bar的D::bar，还有新增的虚函数D::quz。
提示：为了描述方便，本文在探讨对象内存布局时，将忽略内存对齐对布局的影响。
注：内存布局：见下一篇博文《浅谈C++内存布局》
2.虚函数表的构造过程：
从编译器的角度来说，B的虚函数表很好构造，D的虚函数表构造过程相对复杂。下面给出了构造D的虚函数表的一种方式（仅供参考）：
构造D的虚函数表的过程是由编译器自主完成的，也就是说，这个替换过程发生在编译期间。
3.虚函数的调用过程
以下面的程序为例：
编译器只知道pb是B*类型的指针，并不知道它指向的具体对象类型 ：pb可能指向的是B的对象，也可能指向的是D的对象。
但对于“pb->bar()”，编译时能够确定的是：此处operator->的另一个参数是B::bar（因为pb是B*类型的，编译器认为bar是B::bar），而B::bar和D::bar在各自虚函数表中的偏移位置是相等的。
无论pb指向哪种类型的对象，只要能够确定被调函数在虚函数中的偏移值，待运行时，能够确定具体类型，并能找到相应vptr了，就能找出真正应该调用的函数。
在上文中讲过，虚函数指针中的ptr部分是虚函数表中的偏移值加1。
B::bar是一个虚函数指针， 它的ptr部分内容为9，它在B的虚函数表中的偏移值为8（8+1=9）。
当程序执行到“pb->bar()”时，已经能够判断pb指向的具体类型了：
如果pb指向B的对象，可以获取到B对象的vptr，加上偏移值8（(char)vptr + 8），可以找到B::bar。
如果pb指向D的对象，可以获取到D对象的vptr，加上偏移值8（(char)vptr + 8） ，可以找到D::bar。
如果pb指向其它类型对象…同理…
4.多重继承
当一个类继承多个类，且多个基类都有虚函数时，子类对象中将包含多个虚函数表的指针（即多个vptr）。
示例：
其中：D自身的虚函数与B基类共用了同一个虚函数表，因此也称B为D的主基类（primary base class）。
虚函数替换过程与前面描述类似，只是多了一个虚函数表，多了一次拷贝和替换的过程。
虚函数的调用过程，与前面描述基本类似，区别在于基类指针指向的位置可能不是派生类对象的起始位置，以如下面的程序为例：
下面的内容，同样是同一位作者的研究结果：
博文原址为：http://www.cnblogs.com/malecrab/p/5573368.html#3736391
1.虚表与虚函数表
上文中引入虚函数表的概念，但实际上虚函数表并不独立存在，它只是虚表（virtual table）的一部分，例：
从图中可已看出，虚表除了包含虚函数指针，还包含其它一些信息（如：RTTI（运行时类型识别）信息、偏移值等）。
顺便介绍一下gcc的-fdump-class-hierarchy选项，它可以用于输出C++程序的虚表结构（在当前目录下生成一个.class文件），例：
2.虚表结构
一个虚表包含以下几个部分：
其中：
橙色线框中的内容仅限于虚拟继承的情形（若无虚拟继承，则无此内容），虚拟继承的讨论已超过了本文的范围，暂且忽略。
“offset to top”是指到对象起始地址的偏移值，只有多重继承的情形才有可能不为0，单继承或无继承的情形都为0。
“RTTI information”是一个对象指针，它用于唯一地标识该类型。
“virtual function pointers”也就是我们之前理解的虚函数表，其中存放着虚函数指针列表。
前一节的示例是单继承的示例，下面列出了一个多继承的示例：
从中可以看到：D的虚表中包含两个虚表结构，第一个也称之为“主虚表”（primary virtual table），另一个虚表又称之为“次虚表”（secondary virtual table）。
简单地概括一下：一个含有虚函数（无论是其本身的，还是继承而来的）的类，可以有一个主虚表和多个次虚表，主虚表和次虚表构成一个虚表组（virtual table group）。
原文作者说他的博客内容，参看了：Itanium C++ ABI
关于虚函数的实现，另外一篇博文地址：https://blog.csdn.net/zhanghow/article/details/52970975
