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C多態(tài)中的VPTR

以下文字摘錄自<<C++編程思想>>(Bruce Eckel):

C++中的關(guān)鍵字virtual告訴編譯器對于某個(gè)成員函數進(jìn)行動(dòng)態(tài)綁定,而且自動(dòng)裝載實(shí)現動(dòng)態(tài)綁定所必須的所有機制。
為了完成這件事,編譯器對每個(gè)包含虛函數的類(lèi)創(chuàng )建一個(gè)表 (稱(chēng)為VTABLE)。在VTABLE中,編譯器旋轉特定類(lèi)的虛函數地址。在每個(gè)帶有虛函數的類(lèi)中,編譯器“秘密”地置一指針,稱(chēng)為vpointer (縮寫(xiě)為VPTR),指向這個(gè)對象的VTABLE。通過(guò)基類(lèi)指針(或者引用)做虛函數調用時(shí),也就是做多態(tài)調用時(shí),編譯器靜態(tài)地插入取得這個(gè)VPTR,并在VTABLE表中查找函數地址的代碼,這樣就能調用正確的函數使動(dòng)態(tài)綁定發(fā)生。

為了看到VPTR,特編寫(xiě)如下函數:

class no_virtual{
 int a;
public:
 void x() const {}
 int i() const { return 1; }
};

class one_virtual{
 int a;
public:
 virtual void x() const {}
 int i() const { return 1; }
};

class two_virtuals{
 int a;
public:
 virtual void x() const {}
 virtual int i() const { return 1; }
};

void main()
{
 cout<<"int:"<<sizeof(int)<<endl;
 cout<<"no_virtual:"
  <<sizeof(no_virtual)<<endl;
 cout<<"void*:"<<sizeof(void*)<<endl;
 cout<<"one_virtual:"
  <<sizeof(one_virtual)<<endl;
 cout<<"two_virtuals:"
  <<sizeof(two_virtuals)<<endl;
}


不帶虛函數,對象的長(cháng)度恰好就是所期望的:?jiǎn)蝹€(gè)int的長(cháng)度。而帶有單個(gè)虛函數的one_virtual,對象的長(cháng)度是no_virtual的長(cháng)度加上一個(gè)void指針的長(cháng)度。它反映出,如果有一個(gè)或多個(gè)虛函數,編譯器將在這個(gè)結構中插入一個(gè)指針(VPTR)。在one_virtual和two_virtuals之間沒(méi)有區別。這是因為VPTR指向一個(gè)存放地址的表,只需要一個(gè)指針,因為所有虛函數地址都包含在這個(gè)表中。

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