虚函数的 Vtable 是如何工作的

Question

我对虚拟表有一个小疑问，每当编译器遇到 class 中的虚拟函数时，它都会创建 Vtable 并将虚拟函数地址放在那里。 对于继承的其他 class，情况类似。 它是否在每个指向每个 Vtable 的 class 中创建一个新指针？ 如果不是，当创建派生 class 的新实例并将其分配给 Base PTR 时，它如何访问虚拟 function？

Answer 1

每次创建包含虚函数的 class，或者从包含虚函数的 class 派生时，编译器都会为该 class 创建一个唯一的 VTABLE。

如果不覆盖在基类 class 中声明为虚拟的 function，编译器将使用派生的 class 中基类版本的地址。

然后它将VPTR放入class。当使用简单的inheritance时，每个object只有一个VPTR。必须初始化VPTR以指向适当的VTABLE的起始地址。 （这发生在构造函数中。）一旦 VPTR 被初始化为正确的 VTABLE，object 实际上“知道”它是什么类型。 但是，除非在调用虚拟 function 时使用它，否则这种自知是毫无价值的。 当您通过基地址 class 调用虚拟 function 时（编译器没有执行早期绑定所需的所有信息的情况），会发生一些特殊情况。 编译器生成不同的代码来执行 function 调用，而不是执行典型的 function 调用（它只是对特定地址的汇编语言 CALL）。

Answer 2

对于每个具有虚函数的 class，都会创建一个 vtable。 然后，当使用构造函数创建 class 的 object 时，构造函数将适当的 vtable 复制到 object。因此每个 object 都有一个指向其 vtable 的指针（或者在多个 inheritance 的情况下，必要时，Orr到它的每个 vtables。）。 编译器知道vtable在object中的什么位置，所以当需要调用虚方法时，它输出字节码来阻止vtable，查找合适的方法，然后跳转到它的地址。

在单个 inheritance 的简单情况下，子 class 从父类的 vtable 的副本开始，然后为子 class 中覆盖父类方法的每个虚拟方法获取一个覆盖条目。 （并且它还为子 clad 中的每个虚拟 function 获取一个新条目，该条目不会覆盖父 class 方法）

Answer 3

每当程序编译时，都会为每个 class 创建虚拟表，这清楚地表明了每个 class 基础创建 vtables 的事实。 在运行时，当创建 object 时，编译器将 vptr 分配给 object，它指向特定类 object 的虚拟表。简而言之，vptr 是根据 object 创建的。