vtable:底层算法

Question

我对vtable的理解是,如果我有一个带有虚函数的Cat,带有子类Lion和HouseCat的函数,那么有一个vtable,它将speak()映射到每个子类的正确实现.所以一个电话

cat.speak()

编译成

cat.vtable[0]()

也就是说,在vtable位置0中查找并在该位置调用函数指针.

我的问题是:多重继承会发生什么？

让我们添加一个Pet类.Pet有虚函数speak()和eat().HouseCat扩展了Pet,而Lion则没有.现在,我需要确保这一点

pet.eat()

编译为

pet.vtable[1]()

那就是vtable [0]需要说话().Pet.eat需要是插槽1.这是因为cat.speak()需要访问vtable中的插槽0,如果对于HouseCat,插槽0恰好吃了,这将是非常错误的.

编译器如何确保vtable索引适合在一起？

Answer 1

规范没有设置任何内容，但通常编译器会为每个直接非虚拟基类生成一个 vtable，再加上一个派生类的 vtable - 然后第一个基类的 vtable 和派生类的 vtable 将是合并了。

更具体地说，编译器在构造类时生成的内容：

• 猫

  [vptr | Cat fields]
   [0]: speak()
  

• 宠物

  [vptr | Pet fields]
   [0]: eat()
  

• 狮子

  [vptr | Cat fields | Lion fields]
   [0]: speak()
  

• 家猫

  [vptr | Cat fields | vptr | Pet fields | HouseCat fields]
   [0]: speak()        [0]: eat()
  

编译器在调用/强制转换时生成的内容（变量名称是静态类型名称）：

• cat.speak()
  • obj[0][0]()- 适用于猫、狮子和 HouseCat 的“猫”部分
• pet.eat()
  • obj[0][0]()- 适用于宠物和 HouseCat 的“宠物”部分
• lion.speak()
  • obj[0][0]()- 对狮子有效
• houseCat.speak()
  • obj[0][0]()- 适用于 HouseCat 的“Cat”部分
• houseCat.eat()
  • obj[Cat size][0]()- 适用于 HouseCat 的“宠物”部分
• (Cat)houseCat
  • obj
• (Pet)houseCat
  • obj + Cat size

所以我想让你困惑的关键是（1）多个虚函数表是可能的，（2）向上转换实际上可能返回不同的地址。