調用不是內聯的常量指針到成員函數

Question

現在，我知道內聯沒有保證，但......

鑒於以下內容：

struct Base {
    virtual int f() = 0;
};

struct Derived : public Base {
    virtual int f() final override {
        return 42;
    }
};

extern Base* b;

我們有：

int main() {
    return static_cast<Derived*>(b)->f();
}

編譯為：

main:
    movl    $42, %eax
    ret

然而...

int main() {
    return (static_cast<Derived*>(b)->*(&Derived::f))();
}

編譯為：

main:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    andl    $-16, %esp
    subl    $16, %esp
    movl    b, %eax
    movl    (%eax), %edx
    movl    %eax, (%esp)
    call    *(%edx)
    leave
    ret

哪個真的很難過。

為什么沒有內聯PMF的調用？ PMF是一個不變的表達！

Answer 1

這里的問題是，在第一種情況下，基於類型的虛擬化將間接調用轉換為直接調用。 當您添加成員指針時，不能使用基於類型的devirtualization（因為它通過前端向下傳遞到有關所調用的類型和虛方法的優化信息，在本例中並非簡單地知道）。 通過知道B是一個類並且知道只有在構造它之后才能調用它的成員， GCC可以能夠不斷地將實際訪問權限折疊到virutal table 。 目前它沒有做這樣的分析。

我建議填寫GCC bugzilla的增強請求。

Answer 2

並不總是可以將指針內聯到函數中（除非編譯器能夠弄清楚指針實際指向的是什么，這通常很困難，因此編譯器可能會在您預期之前“放棄”）。

編輯

擴展我的答案：所有編譯器的首要任務是生成CORRECT代碼（盡管有時這也不會發生！）。 優化（例如內聯函數）是編譯器僅在“安全”時才會執行的操作。 編譯器可能不完全“理解”上面的表達式確實是一個常量表達式，因此可以回到“讓我們做安全的事情”（通過虛函數表調用，而不是內聯函數）。 指向虛擬成員函數的指針在C ++中是一個非常棘手的主題。

Answer 3

這確實有點煩人，但這並不奇怪。

大多數編譯器轉換通過模式匹配來工作：識別模式並應用轉換。 那么這可能不會被優化的原因是什么？ 好吧，也許只是簡單地說沒有根據這種模式編寫的轉換。

這里最具體的是，問題可能是關於&Derived::f ，gcc和clang都有一個特定的表示形式用於指向虛函數的指針：它們使用指向執行虛擬分辨率的trampoline函數的指針。 因此，可能只是這個trampoline函數是一個嵌套太多，編譯器無法透視。