C++ vtable 에러 | 'undefined reference to vtable' 링커 에러 해결

들어가며: “undefined reference to vtable for MyClass"

"가상 함수를 선언했더니 링커 에러가 나요”

C++에서 가상 함수를 선언만 하고 정의하지 않으면 vtable 링커 에러가 발생합니다.

// ❌ vtable 에러
class Base {
public:
    virtual void foo();  // 선언만
    virtual ~Base();     // 선언만
};

// 링크 에러:
// undefined reference to `vtable for Base'

이 글에서 다루는 것

• vtable이란?
• vtable 에러 원인
• 해결 방법
• 순수 가상 함수

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1. vtable이란?

vtable (Virtual Table)

vtable은 가상 함수 테이블로, 런타임에 어떤 함수를 호출할지 결정하는 테이블입니다.

class Base {
public:
    virtual void foo() {
        std::cout << "Base::foo\n";
    }
    
    virtual void bar() {
        std::cout << "Base::bar\n";
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void foo() override {
        std::cout << "Derived::foo\n";
    }
};

// vtable 구조 (개념적)
// Base vtable:
//   [0] -> Base::foo
//   [1] -> Base::bar
//
// Derived vtable:
//   [0] -> Derived::foo
//   [1] -> Base::bar

vtable 생성 시점

컴파일러는 첫 번째 비인라인 가상 함수가 정의된 번역 단위에 vtable을 생성합니다.

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2. vtable 에러 원인

원인 1: 가상 함수 정의 누락

// ❌ 정의 없음
// base.h
class Base {
public:
    virtual void foo();  // 선언만
    virtual ~Base();     // 선언만
};

// 링크 에러: undefined reference to `vtable for Base'

원인 2: 소멸자 정의 누락

// ❌ 소멸자 정의 없음
class Base {
public:
    virtual ~Base();  // 선언만
    
    virtual void foo() {
        std::cout << "foo\n";
    }
};

// 링크 에러: undefined reference to `vtable for Base'

원인 3: 순수 가상 함수 구현

// ❌ 순수 가상 함수를 일반 함수처럼 선언
class Base {
public:
    virtual void foo();  // = 0 없음
};

// Base를 인스턴스화하려고 하면 링크 에러

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3. 해결 방법

해결책 1: .cpp에 정의 추가

// ✅ base.h
class Base {
public:
    virtual void foo();
    virtual ~Base();
};

// ✅ base.cpp
void Base::foo() {
    std::cout << "Base::foo\n";
}

Base::~Base() {
    std::cout << "~Base\n";
}

해결책 2: 헤더에 인라인 정의

// ✅ base.h
class Base {
public:
    virtual void foo() {
        std::cout << "Base::foo\n";
    }
    
    virtual ~Base() {
        std::cout << "~Base\n";
    }
};

해결책 3: = default 사용

// ✅ base.h
class Base {
public:
    virtual void foo() {
        std::cout << "Base::foo\n";
    }
    
    virtual ~Base() = default;  // 기본 구현
};

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4. 순수 가상 함수

순수 가상 함수는 = 0

// ✅ 순수 가상 함수
class Base {
public:
    virtual void foo() = 0;  // 순수 가상
    virtual ~Base() = default;
};

class Derived : public Base {
public:
    void foo() override {
        std::cout << "Derived::foo\n";
    }
};

// Base b;  // 컴파일 에러: 추상 클래스
Derived d;  // OK

순수 가상 소멸자는 정의 필요

// ✅ 순수 가상 소멸자
class Base {
public:
    virtual ~Base() = 0;  // 순수 가상
};

// 정의 필수!
Base::~Base() {
    std::cout << "~Base\n";
}

class Derived : public Base {
public:
    ~Derived() override {
        std::cout << "~Derived\n";
    }
};

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실전 예시

예시 1: 인터페이스 클래스

// ✅ 인터페이스
class ILogger {
public:
    virtual void log(const std::string& msg) = 0;
    virtual ~ILogger() = default;
};

class ConsoleLogger : public ILogger {
public:
    void log(const std::string& msg) override {
        std::cout << msg << '\n';
    }
};

예시 2: 추상 베이스 클래스

// ✅ 추상 클래스
class Shape {
public:
    virtual double area() const = 0;
    virtual double perimeter() const = 0;
    virtual ~Shape() = default;
};

class Circle : public Shape {
    double radius_;
public:
    Circle(double r) : radius_(r) {}
    
    double area() const override {
        return 3.14159 * radius_ * radius_;
    }
    
    double perimeter() const override {
        return 2 * 3.14159 * radius_;
    }
};

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정리

vtable 에러 해결

원인	해결책
가상 함수 정의 없음	.cpp에 정의 추가
소멸자 정의 없음	= default 사용
순수 가상 표시 없음	= 0 추가
순수 가상 소멸자	정의 제공

핵심 규칙

1. 모든 가상 함수에 정의 제공 (순수 가상 제외)
2. 순수 가상 함수는 = 0
3. 순수 가상 소멸자도 정의 필요
4. = default 활용

체크리스트

• 모든 가상 함수에 정의가 있는가?
• 가상 소멸자에 정의가 있는가?
• 순수 가상 함수는 = 0으로 표시했는가?
• 순수 가상 소멸자에 정의를 제공했는가?

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같이 보면 좋은 글 (내부 링크)

이 주제와 연결되는 다른 글입니다.

• C++ 가상 함수 심화 가이드 | vtable·vptr, 가상 상속
• C++ 가상 소멸자 | 메모리 누수 방지
• C++ 상속과 다형성 | virtual 함수 완벽 가이드
• C++ 링커 에러 | multiple definition 해결

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마치며

vtable 에러는 가상 함수 정의 누락으로 발생합니다.

핵심 원칙:

1. 모든 가상 함수에 정의 제공
2. 순수 가상 함수는 = 0
3. = default 활용

가상 함수를 선언했다면 반드시 정의를 제공하세요.

다음 단계: vtable을 이해했다면, C++ 가상 함수 가이드에서 더 깊이 배워보세요.

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관련 글

• C++ 시리즈 전체 보기
• C++ Adapter Pattern 완벽 가이드 | 인터페이스 변환과 호환성
• C++ ADL
• C++ Aggregate Initialization

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자주 묻는 질문 (FAQ)

Q. 이 내용을 실무에서 언제 쓰나요?

A. Everything about C++ vtable 에러 : from basic concepts to practical applications.

Q. 선행으로 읽으면 좋은 글은?

A. 각 글 하단의 이전 글 또는 관련 글 링크를 따라가면 순서대로 배울 수 있습니다. C++ 시리즈 목차에서 전체 흐름을 확인할 수 있습니다.

Q. 더 깊이 공부하려면?

A. cppreference와 해당 라이브러리 공식 문서를 참고하세요. 글 말미의 참고 자료 링크도 활용하면 좋습니다.

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이 글에서 다루는 키워드 (관련 검색어)

C++, vtable, 링커에러, virtual, 가상함수, undefined-reference 등으로 검색하시면 이 글이 도움이 됩니다.