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c++面试常见问题：虚表指针存在于内存哪个分区

article 2025/3/6 3:22:22

在 C++ 中，虚表指针（vptr）所在的内存分区与对象的存储位置相关，下面分不同情况进行介绍：

栈区

当对象是在栈上创建的局部对象时，虚表指针会随着对象一起被分配到栈区。栈区主要用于存储函数内部的局部变量和函数调用的上下文信息，其内存分配和释放由系统自动管理。当函数执行结束，栈上的对象会被自动销毁，虚表指针也随之消失。

示例代码：

#include <iostream>

class Base {
public:
    virtual void func() {
        std::cout << "Base::func()" << std::endl;
    }
};

void test() {
    Base obj;  // 在栈上创建对象
    // obj 对象的虚表指针位于栈区
    obj.func();
}

int main() {
    test();
    return 0;
}

在上述代码中，test 函数内部的 Base 对象 obj 是在栈上创建的，该对象包含的虚表指针也会存储在栈区。

堆区

如果对象是使用 new 运算符在堆上动态分配的，那么虚表指针会随着对象一起被分配到堆区。堆区用于动态内存分配，由程序员手动管理内存的分配和释放（使用 new 和 delete）。只要对象没有被显式地使用 delete 释放，它就会一直存在于堆区，虚表指针也会一直存在。

示例代码：

#include <iostream>

class Base {
public:
    virtual void func() {
        std::cout << "Base::func()" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Base* ptr = new Base();  // 在堆上创建对象
    // ptr 指向的对象的虚表指针位于堆区
    ptr->func();
    delete ptr;  // 释放堆上的对象
    return 0;
}

在这个例子中，Base 对象是通过 new 运算符在堆上创建的，其虚表指针也会存储在堆区，直到使用 delete 释放该对象。

全局 / 静态存储区

当对象是全局对象或者静态对象时，虚表指针会存储在全局 / 静态存储区。全局对象在程序启动时就被创建，直到程序结束才被销毁；静态对象在第一次使用时被创建，并且在程序的整个生命周期内都存在。

示例代码：

#include <iostream>

class Base {
public:
    virtual void func() {
        std::cout << "Base::func()" << std::endl;
    }
};

Base globalObj;  // 全局对象，虚表指针位于全局/静态存储区

void test() {
    static Base staticObj;  // 静态对象，虚表指针位于全局/静态存储区
    staticObj.func();
}

int main() {
    globalObj.func();
    test();
    return 0;
}

在上述代码中，globalObj 是全局对象，staticObj 是静态对象，它们的虚表指针都存储在全局 / 静态存储区。