C++的方法列表是存放在哪里的？

在 C++ 中，成员函数的存储与管理方式与动态语言（如 Objective-C）不同。C++ 是静态类型语言，编译时就已经确定了函数的地址，所以并不存在一个专门的 "方法列表" 存放于内存中的结构。C++ 中的成员函数主要分为两类：普通成员函数和虚函数。这两类函数的存放方式不同。

1. 普通成员函数的存放

• 普通成员函数（非虚函数）在 C++ 中，并不与对象一起存储。它们的代码通常存放在程序的 代码段（text segment） 中，和全局函数类似。每个对象只是存储数据（成员变量），而函数的定义则是全局的。

• 在编译时，成员函数的地址已经被确定，并且对于每个类的对象，编译器直接使用函数的地址进行调用。普通成员函数的调用不会涉及额外的运行时开销。

  class MyClass {
  public:
      void myFunction() {
          // Some code
      }
  };
  
  MyClass obj;
  obj.myFunction(); // 调用时，编译器直接生成函数的调用指令

• 存储细节：普通成员函数是与类的对象无关的，只是通过对象的调用语法来访问。因此，成员函数的代码实际存储在一个与类无关的全局代码段中。

2. 虚函数的存放

• 虚函数是 C++ 中支持 动态多态 的机制。对于带有虚函数的类，C++ 使用了一个称为 虚函数表（vtable） 的机制来支持运行时的动态方法调用。

虚函数表（vtable）

• 每个含有虚函数的类都有一个 虚函数表（vtable）。虚函数表是一个指针数组，数组中的每个元素都是虚函数的地址。

• 每个对象在其内存布局中包含一个指向虚函数表的指针（称为 vptr）。在调用虚函数时，程序通过对象的 vptr 查找到对应的虚函数表，从表中查找相应的函数地址并调用。

  class Base {
  public:
      virtual void foo() {
          std::cout << "Base foo" << std::endl;
      }
  };
  
  class Derived : public Base {
  public:
      void foo() override {
          std::cout << "Derived foo" << std::endl;
      }
  };
  
  Base* basePtr = new Derived();
  basePtr->foo(); // 通过虚函数表调用 Derived::foo

• vtable 的结构：每个类有一个虚函数表，表中记录了该类的所有虚函数的地址。当使用虚函数调用时，程序会根据对象的类型，从对应的虚函数表中查找具体的函数地址进行调用。这使得 C++ 支持动态多态（即基类指针或引用可以调用派生类的函数）。

vtable 的存储位置

• 虚函数表通常是由编译器在编译时创建并初始化的，表本身存储在静态内存中（全局数据段或静态内存区域），而 vptr 是存储在对象的内存中的一个指针。每个对象都有自己的 vptr，指向类的虚函数表。

3. 总结

• 普通成员函数：编译器在编译时确定它们的位置，并存储在程序的代码段中，与全局函数类似。调用时是直接跳转到函数的地址，不需要查表。

• 虚函数：通过虚函数表（vtable）机制进行管理。每个包含虚函数的类都有一个虚函数表，表中存储了虚函数的地址。对象通过虚函数表来实现动态多态。

  • 虚函数表（vtable）：存储在静态内存中，通常在全局数据段。

  • vptr：存储在每个对象的内存中，指向虚函数表。

通过这两种方式，C++ 实现了高效的静态成员函数调用和灵活的动态多态机制。