Question

特别是，无论如何都不会有某种功能指针？

Answer 1

我认为“带有虚函数的类是用vtable 实现的”这句话会误导你。

该短语听起来像具有虚拟功能的类实现为“ in A A ”，而没有虚函数的类则实现为“ in B ”。

实际上，具有虚函数的类，除了之外的 被实现为类，它们也有一个vtable。另一种看待它的方法是“'vtable'实现类的'虚函数'部分”。

关于它们如何工作的更多细节：

所有类（使用虚拟或非虚方法）都是结构。 C ++中结构和类之间的唯一区别在于，默认情况下，成员在结构中是公共的，在类中是私有的。因此，我将在这里使用术语class来引用结构和类。记住，它们几乎是同义词！

数据成员

类（就像结构一样）只是连续内存块，其中每个成员按顺序存储。请注意，由于CPU体系结构原因，成员之间有时会出现间隙，因此块可能会大于其各部分的总和。

方法

方法或“成员函数”是一种幻觉。实际上，没有“成员函数”这样的东西。函数始终只是存储在内存中的一系列机器代码指令。要进行呼叫，处理器会跳转到该内存位置并开始执行。你可以说所有方法和函数都是“全局的”，任何相反的指示都是编译器强制执行的错觉。

显然，一个方法就像它属于一个特定的对象，所以很明显还有更多的事情发生。为了将方法（函数）的特定调用绑定到特定对象，每个成员方法都有一个隐藏参数，该参数是指向相关对象的指针。该成员隐藏，因为你不会自己将它添加到你的C ++代码中，但没有什么神奇之处 - 它是非常真实的。当你这样说：

void CMyThingy::DoSomething(int arg); { // do something }

编译器真的执行此操作：

void CMyThingy_DoSomething(CMyThingy* this, int arg) { /do something }

最后，当你写这个：

myObj.doSomething(aValue);

编译器说：

CMyThingy_DoSomething(&myObj, aValue);

无需任何地方的函数指针！编译器已经知道你正在调用哪个方法，所以它直接调用它。

静态方法甚至更简单。它们没有 this 指针，因此它们的编写与编写它们完全相同。

那就是！其余的只是方便的语法糖：编译器知道方法属于哪个类，因此它确保它不允许您在不指定哪个类的情况下调用该函数。当明确这样做时，它还会使用该知识将myItem翻译为this->myItem。

（是的，这是正确的：方法中的成员访问始终通过指针间接完成，即使您没有看到它）

（编辑：删除了最后一句并单独发布，因此可以单独批评）

Answer 2

非虚拟成员函数实际上只是一个语法糖，因为它们几乎像普通函数，但具有访问检查和隐式对象参数。

struct A 
{
  void foo ();
  void bar () const;
};

基本上与：

相同

struct A 
{
};

void foo (A * this);
void bar (A const * this);

需要vtable，以便为特定对象实例调用正确的函数。例如，如果我们有：

struct A 
{
  virtual void foo ();
};

'foo'的实现可能类似于：

void foo (A * this) {
  void (*realFoo)(A *) = lookupVtable (this->vtable, "foo");
  (realFoo)(this);   // Make the call to the most derived version of 'foo'
}

Answer 3

当您想要使用多态时，需要虚拟方法。 virtual修饰符将该方法放入VMT以进行后期绑定，然后在运行时决定执行哪个类的方法。

如果方法不是虚拟的 - 在编译时决定从哪个类实例执行。

函数指针主要用于回调。

Answer 4

如果使用vtable实现具有虚函数的类，则在没有vtable的情况下实现没有虚函数的类。

vtable包含将调用分派给适当方法所需的函数指针。如果该方法不是虚拟的，则调用将转到类的已知类型，并且不需要间接。

Answer 5

对于非虚方法，编译器可以生成正常的函数调用（例如，使用此指针作为参数传递到特定地址的CALL）或甚至内联它。对于虚函数，编译器通常不会在编译时知道调用代码的地址，因此它生成的代码在运行时查找vtable中的地址，然后调用该方法。是的，即使对于虚函数，编译器有时也可以在编译时正确地解析正确的代码（例如，在没有指针/引用的情况下调用局部变量的方法）。

Answer 6

（我从原来的答案中删除了这一部分，以便可以单独批评。它更简洁，更贴切你的问题，所以在某种程度上它是一个更好的答案）

不，没有函数指针;相反，编译器将问题内向外。

编译器使用指向对象的指针调用全局函数，而不是在对象内部调用一些指向的函数

为什么呢？因为这种方式通常效率更高。间接电话是昂贵的指示。

Answer 7

不需要函数指针，因为它在运行时无法更改。

Answer 8

分支直接生成方法的编译代码;就像你有完全不在类中的函数一样，分支直接生成它们。

Answer 9

编译器/链接器直接链接将调用哪些方法。不需要vtable间接。顺便说一下，这与“堆栈与堆”有什么关系？

如果使用vtable实现具有虚函数的类，那么如何实现没有虚函数的类？

9 个答案:

关于它们如何工作的更多细节：

数据成员

方法