C++ 가상함수 테이블 (Virtual Table)

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
class A
{
public:
    virtual void Func1()
    {
        cout << "This is Func1 from A class" << endl;
    }
 
    void Func2()
    {
        cout << "This is Func2" << endl;
    }
};
 
class B : public A
{
public:
    virtual void Func1() override
    {
        cout << "This is Func1 from B class" << endl;
    }
 
    void Func3()
    {
        cout << "This is Func3" << endl;
    }
};
 
int main()
{
    // A 클래스 포인터 생성
    A* p_a = new A();
 
    // A클래스에 대한 포인터를 자식 B 클래스로 생성
    A* p_a2 = new B();
 
    B* p_b = static_cast<B*>(new A());
 
    p_a->Func1();
    p_a->Func2();
    
    p_a2->Func1();
    static_cast<B*>(p_a2)->Func3();
 
    p_b->Func1();
 
    delete p_a;
    delete p_a2;
    delete p_b;
    return 0;
}

Func1은 가상 함수이고

Func2는 클래스 A의 멤버 함수, Func3는 클래스 B의 멤버 함수이다.

 

먼저 클래스 A를 보면 virtual로 선언된 가상 함수가 존재한다. 

이렇게 한 개 이상의 가상 함수를 포함하는 클래스에 대해서는 컴파일러가 다음과 같은 형태의 '가상함수 테이블'을 만든다.

가상함수 테이블을 보면, key와 value가 있다.

key에는 호출하고자 하는 함수를 구분 지어주는 식별자이고,

value는 구분자에 해당하는 함수의 주소이다.

 

만약 A 객체를 생성하면 객체에 A 클래스의 가상 함수 테이블의 주소 값이 저장된다.

그럼 A 객체의 Func1 함수 호출 시 다음과 같은 참조 과정을 가진다.

 

A 객체의 Func1 호출! -> A 클래스의 가상 함수 테이블의 주소 참조! -> 0x1024번지 참조! 

 

그럼 클래스 B는 가상함수 테이블이 어떻게 생성이 될까?

B 클래스의 가상함수 테이블을 보면 A 클래스의 Func1에 대한 정보가 존재하지 않는 것을 확인할 수 있다.

이렇듯, 오버 라이딩된 가상 함수의 주소정보는 유도 클래스의 가상함수 테이블에 포함되지 않는다.

 

C++는 이런 가상함수 테이블( V-Table / Virtual Table)이 있어서, 클래스에 가상 함수가 포함되면, 가상함수 테이블이 생성되고, 또 이 테이블을 참조하여 호출될 함수가 결정되기에 C에 비해 실행 속도가 더 느리다. 하지만 가상 함수는 많은 장점을 제공하기에 유용하게 활용되고 있다.

 

출처 : https://musket-ade.tistory.com/entry/C-가상함수-테이블-V-Table