C ++虛擬析構函數和vtable

Question

我對虛擬析構函數和vtable有一些特定的問題。

假設我有以下代碼：

class Base
{
public:

    virtual ~Base();

};

class Child : public Base
{
public:

    ~Child();
};

問題：

1. vtable存儲在哪里？ 它是否總是在基類中，而所有子類都只是保持指向它的指針？
2. 添加虛擬方法只會使sizeof（class）增加8個字節，對嗎？ （假設是64位系統）如果基類存儲表，該如何處理？
3. 通過new運算符創建Child類型的實例，然后刪除...是否將調用Base析構函數？ （我問是因為Child類的析構函數不是虛擬的……是否意味着它僅影響Child的子類？）。

Answer 1

下面的解釋假設編譯器使用的虛擬調度實現基於虛擬表。

1. 每個帶有虛方法（聲明或繼承）的類都有自己的虛表。 如果子類重寫基類中的虛擬成員函數，則指向該重寫函數的指針將放置在類的vtable中； 否則，將保留指向基類實現的指針。

2. 添加第一個虛擬函數會使類實例的大小增加vtable指針的大小。 第一個函數之后的虛函數不會增加實例的大小。

3. 由於~Base是虛擬的，因此即使省略了virtual關鍵字， ~Child也是虛擬的。 如果有覆蓋，則virtual關鍵字是可選的。

Answer 2

通過new運算符創建Child類型的實例，然后刪除...是否將調用Base析構函數？

不在原始問題代碼中，因為您沒有Child從Base繼承。

假設這是一個錯誤，我們修復它，然后~Base將在銷毀了一個名為Child ，即使它不是虛擬的，只是因為基類的子對象被銷毀的銷毀的正常序列的一部分。

原因虛析構函數是這樣，你可以刪除一個Child 通過 Base * ，仍然有~Child正確地調用。

例如：

struct Base { ~Base(); };
struct Child: Base { ~Child(); };

struct VBase { virtual ~VBase(); };
struct VChild: VBase { ~VChild(); };

這適用於兩個層次結構：

template <typename Derived>
void test_static() {
  Derived d;
}
test_static<Child>();  // ~Child then ~Base invoked when d is destroyed
test_static<VChild>(); // ~VChild then ~VBase invoked when d is destroyed

但這僅適用於虛擬析構函數：

template <typename Derived, typename Base>
void test_dynamic() {
  std::unique_ptr<Base> p(new Derived);
}
test_dynamic<Child, Base>;  // only ~Base invoked when p destroyed
test_dynamic<VChild,VBase>; // ~VChild then ~VBase invoked as before.

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至於vtable的問題，它是一個實現細節，它是否存在，如果存在，是否存在，您不必擔心。

Answer 3

每個帶有虛方法（聲明/繼承）的類都有自己的虛表（vtable）。 當將虛擬方法（不是析構函數的任何方法）聲明為虛擬方法時，派生類中該方法的所有替代都會自動成為虛擬方法。 編譯器還在具有虛擬方法的任何此類的開頭添加_vptr。 創建類的對象時，此_vptr將被填充，並將指向該類的vtable。 虛擬析構函數的處理方式與任何其他虛擬函數相同。 在您的示例中，由於〜Base是虛擬的，因此〜Child也將是虛擬的。

假設您這樣做：

Child *child = new (class Child);
delete(child);

在這里，child-> _ vptr將指向Child的vtable。 因此，在刪除過程中，〜Child將首先被調用，隨后被稱為〜Base（以相反的順序構造）。

或者，如果您這樣做，

Base *base = new (class Child);
delete(base);

在這里，base-> _ vptr將指向Child的vtable。 因此，在刪除過程中，將先從vtable調用〜Child，然后再調用〜Base。

在gdb中，我們可以通過運行以下命令來驗證_vptr，

"info vtbl base" or "print *base"