Comment les fonctions virtuelles et les VTables activent-elles le polymorphisme d'exécution en C ?

Implémentation de fonctions virtuelles et de VTables

Les fonctions virtuelles, répandues en C, fournissent un polymorphisme d'exécution, permettant aux objets de remplacer les méthodes héritées de leur base cours. Comprendre leur implémentation à un niveau approfondi est crucial pour une utilisation efficace.

Implémentation de vtable

Chaque fois qu'une classe déclare une fonction virtuelle, une table virtuelle (vtable) est créée. Cette table virtuelle stocke les adresses des fonctions virtuelles et est spécifique à la classe. Chaque objet appartenant à cette classe possède un pointeur virtuel (vptr) pointant vers l'adresse mémoire de la table virtuelle. Lors d'un appel de fonction virtuelle, le vptr est utilisé pour résoudre l'adresse de la fonction.

Accessibilité de la vtable

La vtable elle-même n'est pas directement accessible ou modifiable au moment de l'exécution. Les spécifications du langage ne nécessitent pas de vtables, mais la plupart des compilateurs les implémentent pour les fonctions virtuelles.

Existence de vtable

Les Vtables sont créées uniquement pour les classes avec au moins une fonction virtuelle. En effet, elles entraînent des frais généraux d'espace et de temps.

Classes abstraites et tables virtuelles

Les classes abstraites, avec des fonctions virtuelles pures non implémentées, ont une table virtuelle incomplète. Ils réservent un emplacement mais laissent le pointeur de fonction non attribué.

Implications sur les performances

Le fait d'avoir une fonction virtuelle affecte uniquement l'appel de cette fonction elle-même, pas la classe entière. Cependant, cela implique une surcharge de temps pour résoudre l'adresse de fonction via la table virtuelle. Remplacer une fonction virtuelle n'améliore pas son temps d'exécution.

Surcharges supplémentaires

Si une classe dérivée remplace une fonction virtuelle, elle crée une nouvelle table virtuelle, augmentant ainsi la surcharge d'espace. Cependant, seules les fonctions déclarées comme virtuelles encourent une pénalité de performances liée à la résolution via la table virtuelle.

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