如何用 C 语言实现虚函数和 VTable？

揭示虚拟函数和 VTable 的复杂性

虚拟函数是 C 中的一个重要概念，允许实现多态行为。但这些虚拟功能在核心层是如何实现的呢？深入阅读本文，了解虚函数及其不可或缺的伴侣 vtable 的复杂性。

虚函数是如何实现的？

当类定义虚函数时，为该类生成一个 vtable（虚拟方法表）。该虚函数表存储指向虚函数的指针。包含虚函数的类的每个对象都包含一个 vptr（虚拟指针），该指针指向内存中 vtable 的基地址。

当调用虚函数时，v-table 用于定位函数地址。 vptr 提供 vtable 的基地址，允许在运行时动态绑定。

Vtable 操作和可访问性

vtable 可以在运行时修改或访问吗？答案通常是“不”。内存操作可以提供对 vtable 的访问，但确定正确调用的函数签名仍然具有挑战性。

Vtables 和对象实例

执行所有对象，无论它们是否有虚函数，有虚函数表吗？该规范没有强制要求 vtable，因此实现细节决定了此行为。现代编译器通常只为至少具有一个虚函数的类创建 vtable。

抽象类和纯虚函数

具有纯虚函数的抽象类的处理方式有所不同。语言规范没有指定纯虚函数如何在 vtable 中表示，将其留给实现。

一种方法是在 vtable 中分配一个槽，但不为其分配地址，从而导致不完整的 vtable，需要派生类来实现函数并完成 vtable。

虚函数对的影响性能

虚函数的存在是否会影响整个类的性能？开销主要与调用虚函数有关，而不是与定义它们有关。仅当实际调用虚拟函数时才会产生时间命中。空间开销是一个额外的问题，因为每个类都需要一个 vtable。

重写虚拟函数和速度

重写虚拟函数不一定会提高其执行速度。派生类可能会创建自己的 vtable，从而导致额外的空间开销。

更多资源

要进一步探索，请考虑以下资源：

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

以上是如何用 C 语言实现虚函数和 VTable？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！