接口vtable

Question

接口(只有纯虚函数的多态类)有vtable吗？由于接口本身并不实现多态函数，也不能直接构造，因此链接器不需要放置vtable。是真地吗？我特别关注MSVC编译器。

Answer 1

是的，它们确实如此。这其中有很多很好的理由。

第一个很好的原因是，即使是纯虚方法也有实现。隐式或显式。实现一个调用纯虚函数的技巧是相对容易的，所以你基本上可以为你的一个函数提供一个定义，调用它，看看会发生什么。出于这个原因，首先应该有一个虚拟表。

将虚表放入基类还有另一个原因，即使它的所有方法都是纯虚的，并且没有其他数据成员。当使用多态性时，指向基类的指针在整个程序中传递。为了调用虚方法，编译器/运行时应该计算出虚表相对于基指针的相对偏移量。如果C++没有多重继承，可以假设抽象基类的偏移量为零(例如)，在这种情况下，那里可能没有vtable (但由于#1的原因，我们仍然需要它)。但是因为涉及到多重继承，所以"vtable在那里的偏移量为0“的技巧不会起作用，因为根据基类的数量(和类型)，可能会有两到三个vtable。

可能还有其他我还没有想到的原因。

希望能有所帮助。

Answer 2

从纯C++的角度来看，这是一个学术问题。虚函数不一定要用vtable实现，如果是这样，就没有可移植的方法来获取它们。

如果您特别关心MSVC编译器，那么您可能希望使用__declspec(novtable)来装饰您的接口。

(通常，在常见的实现中，抽象类可能需要vtable，例如：

struct Base {
    Base();
    virtual void f() {}
    virtual void g() = 0;
};

void h(Base& b) {
    b.f(); // Call f on a Base that is not (yet) a Derived
           // vtable for Base required
}

Base::Base() {
    h(*this);
}

struct Derived : Base {
    void g() {}
};

int main() {
    Derived d;
}

)

Answer 3

vtable不是必需的，但很少会优化出来。MSVC提供了__declspec(novtable)扩展，它显式地告诉编译器可以删除vtable。如果没有这样做，编译器将不得不检查自己是否没有使用vtable。这并不是特别困难，但仍然远非微不足道。而且由于它在常规代码中没有提供真正的速度优势，所以我所知道的任何编译器都没有实现该检查。