虚拟表的意外大小

Question

我正在研究C++继承，所以我编写了以下代码：

// 08 Diamond Inheritance 02.cpp : Defines the entry point for the console application.
//   I'm using Microsoft Visual Studio 2015

#include <iostream>

using namespace std;

class SuperVirtual
{
public:
    int sv;
    SuperVirtual(int p1 = 11) : sv(p1)
    {
        cout << "\n SuperVirtual ctor for &" << this;
    }

    virtual void methodSuperVirtual_01()
    {
        cout << "\n Inside SuperVirtual::methodSuperVirtual_01(): sv = " << ++sv;
    }

    virtual void methodSuperVirtual_02()
    {
        cout << "\n Inside SuperVirtual::methodSuperVirtual_02(): sv = " << ++sv;
    }
};

//---------------------------------- 
class DerivedSV_01 : public SuperVirtual
{
public:
    int dsv;
    DerivedSV_01(int p1 = 21) : dsv(p1)
    {
        cout << "\n DerivedSV_01 ctor for &" << this;
    }
    virtual void methodSuperVirtual_01() override
    {
        cout << "\n Inside DerivedSV_01::methodSuperVirtual_01()";
    }
    //----------------------------------------------------
    virtual void onlyForDerivedSV_01()
    {
        cout << "\n Inside DerivedSV_01::onlyForDerivedSV_01()";
    }
};

int main()
{
    SuperVirtual sv1(1);
    sv1.methodSuperVirtual_01();

    DerivedSV_01 dsv_01;
    dsv_01.methodSuperVirtual_01();
    dsv_01.onlyForDerivedSV_01();

    return 0;
}

我读过这篇文章：

每当类本身包含虚拟函数或重写父类的虚拟函数时，编译器将为该类构建一个vtable。vtable包含指向该类中的虚拟函数的函数指针。每个类只能有一个vtable，而同一个类的所有对象都将共享同一个vtable。

此时，我假设类SuperVirtual的虚拟表包含2个元素，而DerivedSV_01类的虚拟表包含3个元素:2个用于继承(并最终被卵巢覆盖)方法+1用于新的虚拟方法onlyForDerivedSV_01()。

但是，在使用Visual检查main()中创建的对象时，我发现：

1. 例如，类SuperVirtual的虚拟表包含两个元素(OK !)
2. 例如，类DerivedSV_01的虚拟表包含两个元素(，为什么?)

为了信息的完整性，我提供以下截图：

​

​

Answer 1

在调试模式下编译(编译器优化关闭)时，我可以在VS2019中准确地使用您的代码来再现这一点。我确信这只是调试器窗口中的一个显示问题。

​

​

请注意，__vfptr数组仅显示在SuperVirtual下，而不是直接显示在dsv_01下，因此调试器当然只知道SuperVirtual vtable中的函数。

但是，如果您查看__vfptr的__vfptr列，您会注意到在SuperVirtual::'vftable'[3]和DerivedSV_01::'vftable[4]' (都标记为绿色)中给出了不同的数组大小。

让我们看看vftable上的内存(vftable的地址可以在Value列的开头看到，用于__vfptr条目，并标记为橙色和红色)。

​

您将注意到SuperVirtual::'vftable'[3]有两个函数指针(标记为褐色)和一个nullptr。DerivedSV_01::'vftable[4]'有三个指针(标记为紫色和蓝色)和一个nullptr。调试器窗口告诉我们前两个条目是什么(也标记为紫色)，但是查看一下“监视”窗口中的第三个条目(标记为蓝色)。

​

​

调试器说第三个条目是DerivedSV_01::onlyForDerivedSV_01。这完全符合你(和我)的期望。

Answer 2

答案很简单，“就像”规则起作用了。

编译器指出，onlyForDerivedSV_01从未以多态方式使用(因为没有DerivedSV_01的子类)，因此它被转换为常规方法。

因此，您只有两个继承表单基类的虚拟方法。

实际上，在完全优化的情况下，编译器应该能够删除对此代码的所有虚拟调用。在这里你可以看到所有方法都直接放在main函数中，只有虚拟调用才能在std::cout上执行。