编译器如何实现C++继承？

Question

C++支持继承。

但是它是如何在编译器中实现的呢？

编译器是否将所有实现从父级复制并粘贴到子级？

Answer 1

非常简单，如果我们讨论的是这样的东西：

class A 
{
    public:
       int func1() { do something; }
       int func2() { do something; }
 };

class B : public A
{
    public:
       int func2() { do somethign else; }
};

B b;

b.func1();

然后编译器内部发生的事情将是这样的(记住，这是非常简单的，而真正的编译器代码将会复杂得多，我敢肯定)：

 ... fname = "func1" from the source code ... 
 ... object = "b"; 
function fn;
while (!(fn = find_func(object, fname)))  
   object = parent_object(object);
if (fn)
  produce_call(fn); 
else
  print_error_not_found(fname);

如果我们在讨论虚函数，那么编译器将生成一个表，其中包含各个虚函数的地址，并且基于类似的“查找存在于this类或其父类之一中的函数”的原则，为每个类生成该表。

在上面的代码中，我忽略了一个类可以有多个“父”类的事实--它不会改变事情的工作方式，只是代码必须维护“同一级别的多个类”的列表或数组。

Answer 2

就像成员变量一样，基类使子对象嵌入到派生类的所有实例中。基类的成员函数对于派生类不是重复的，而是在与基类对应的这个子对象上调用。

编译器知道此子对象相对于整个对象的位置，并将指针算法插入到派生和基对象之间的指针(或引用)之间的任何位置(可能是隐式的)。这包括传递给基类型的成员函数的隐藏this-pointer参数。

虚拟继承有点棘手，因为偏移量可以根据派生次数最多的类型而有所不同。在这种情况下，编译器需要将偏移量作为变量存储在类实例中，以便可以在运行时查找(就像指向虚拟成员函数的指针一样，可能还涉及另一个间接层以节省空间)。