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c++ - 编译器如何为虚函数调用生成代码？

coder 2023-05-31 原文 

CAT *p;
...
p->speak();
...

有些书说编译器会将 p->speak() 翻译成:

(*p->vptr[i])(p); //i is the idx of speak in the vtbl

我的问题是:因为在编译时，不可能知道 p 的真实类型， 这意味着不可能知道要使用哪个 vptr 或 vtbl。那么，编译器如何生成正确的代码呢？

[修改]

例如:

void foo(CAT* c)
{
    c->speak();
    //if c point to SmallCat
    // should translate to (*c->vptr[i])(p); //use vtbl at 0x1234   
    //if c point to CAT
    // should translate to (*c->vptr[i])(p); //use vtbl at 0x5678  

    //since ps,pc all are CAT*, why does compiler can generate different code for them 
    //in compiler time?
}

...
CAT *ps,*pc;
ps = new SmallCat;  //suppose SmallCat's vtbl address is 0x1234;
pc = new CAT;       //suppose CAT's vtbl address is 0x5678;
...
foo(ps);
foo(pc)
...

有什么想法吗？谢谢。

最佳答案

您的图片缺少的是从 CAT 和 SmallCAT 对象到它们相应的 vtbl 的箭头。编译器将指向 vtbl 的指针嵌入到对象本身中——可以将其视为隐藏的成员变量。这就是为什么说添加第一个虚函数“花费”每个对象在内存占用中一个指针的原因。指向 vtbl 的指针由构造函数中的代码设置，因此所有编译器生成的虚拟调用为了在运行时获取其 vtable 需要做的是解除对 this 的指针的引用。

当然，虚拟继承和多重继承会变得更加复杂:编译器需要生成稍微不同的代码，但基本过程保持不变。

以下是您的示例的详细说明:

CAT *p1,*p2;
p1 = new SmallCat;  //suppose its vtbl address is 0x1234;
// The layout of SmallCat object includes a vptr as a hidden member.
// At this point, the value of this vptr is set to 0x1234.
p2 = new CAT;       //suppose its vtbl address is 0x5678;
// The layout of Cat object also includes a vptr as a hidden member.
// At this point, the value of this vptr is set to 0x5678.
(*p1->vptr[i])(p); //should use vtbl at 0x1234
// Compiler has enough information to do that, because it squirreled away 0x1234
// inside the SmallCat object at the time it was constructed.
(*p2->vptr[i])(p); //should use vtbl at 0x5678
// Same deal - the constructor saved 0x5678 inside the Cat, so we're good.

关于c++ - 编译器如何为虚函数调用生成代码？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/21563065/

何为ampcodevtblsectionc++

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