Comment les fonctions virtuelles et les VTables sont-elles implémentées en C ?

Dévoilement des subtilités des fonctions virtuelles et des VTables

Les fonctions virtuelles sont un concept essentiel en C, permettant la mise en œuvre de comportements polymorphes. Mais comment ces fonctions virtuelles sont-elles mises en œuvre au niveau central ? Plongez dans cet article pour découvrir les subtilités des fonctions virtuelles et de leur compagnon indispensable, la vtable.

Comment les fonctions virtuelles sont-elles implémentées ?

Lorsqu'une classe définit des fonctions virtuelles, une vtable (table de méthodes virtuelles) est générée pour cette classe. Cette table virtuelle stocke les pointeurs vers les fonctions virtuelles. Chaque objet de la classe qui contient des fonctions virtuelles contient un vptr (pointeur virtuel) qui pointe vers l'adresse de base de la vtable en mémoire.

Lorsqu'une fonction virtuelle est appelée, la v-table est utilisée pour localiser la adresse de fonction. Le vptr fournit l'adresse de base de la table virtuelle, permettant une liaison dynamique pendant l'exécution.

Manipulation et accessibilité de la table virtuelle

La table virtuelle peut-elle être modifiée ou accessible au moment de l'exécution ? La réponse est généralement « non ». La manipulation de la mémoire peut donner accès à la table virtuelle, mais déterminer la signature de fonction pour une invocation correcte reste un défi.

Vtables et instances d'objets

Effectuez tous les objets, qu'ils soient ou non. avez-vous des fonctions virtuelles, avez-vous une vtable ? La spécification n'exige pas les tables virtuelles, donc les détails d'implémentation déterminent ce comportement. Les compilateurs modernes ne créent généralement des tables virtuelles que pour les classes avec au moins une fonction virtuelle.

Classes abstraites et fonctions virtuelles pures

Les classes abstraites, avec des fonctions virtuelles pures, sont gérées différemment . La spécification du langage ne précise pas comment les fonctions virtuelles pures sont représentées dans la table virtuelle, laissant le choix à l'implémentation.

Une approche consiste à allouer un emplacement dans la table virtuelle mais sans lui attribuer d'adresse, ce qui entraîne un table virtuelle incomplète qui nécessite des classes dérivées pour implémenter la fonction et compléter la table virtuelle.

Impact des fonctions virtuelles sur Performance

La présence de fonctions virtuelles impacte-t-elle les performances de l'ensemble de la classe ? La surcharge est principalement associée à l'appel de fonctions virtuelles, et non à leur définition. Le time hit n'est encouru que lorsque la fonction virtuelle est réellement appelée. La surcharge d'espace est une préoccupation supplémentaire, car chaque classe nécessite une vtable.

Remplacer les fonctions virtuelles et la vitesse

Remplacer une fonction virtuelle n'améliore pas nécessairement sa vitesse d'exécution. La classe dérivée peut créer sa propre table virtuelle, ce qui entraîne une surcharge d'espace supplémentaire.

Ressources supplémentaires

Pour une exploration plus approfondie, considérez les ressources suivantes :

• http://www.codersource.net/published/view/325/virtual_functions_in.aspx (via Wayback Machine)
• http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_table
• http://www.codesourcery.com/public/cxx-abi/abi.html#vtable

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!