为什么抽象类有vtable？

Question

关于这帖子：

对于使用vtable的实现，答案是:是的，通常。您可能认为抽象类不需要vtable，因为派生类将有自己的vtable，，但是在构造过程中需要它:在构建基类时，它会将 vtable指针设置为自己的vtable。稍后，当输入派生类构造函数时，它将使用自己的vtable代替.。

我假设答案是正确的，但我不太明白。为什么要建造vtable呢？

Answer 1

因为标准是这么说的。

[class.cdtor]/4

当一个虚拟函数直接或间接地从构造函数或析构函数调用时，包括在构造或销毁类的非静态数据成员期间，而该调用应用到的对象是正在构造或销毁的对象(称为x)，则调用的函数是构造函数或析构函数类中的最终覆盖器，而不是在更派生的类中重写它的函数。

其基本原理是，首先构造基类，然后构造派生类。如果在基类构造函数中调用虚拟函数，则调用派生类将是错误的，因为派生类尚未初始化。

请记住，抽象类可能具有非纯虚拟函数。此外，为了调试目的，最好将纯虚拟函数指向调试陷阱(例如，MSVC调用_purecall())。

如果所有的虚拟函数都是纯的，那么在MSVC中，可以使用__declspec(novtable)省略vtable。如果您使用了大量的接口类，这可能会节省大量费用，因为您忽略了vfptr初始化。但是，如果您意外地调用了一个纯虚拟函数，您将很难调试访问冲突。

Answer 2

vtables是C++中的实现问题，它们不是标准的一部分。

vtables既用于方法的动态调度，也用于RTTI。虽然nullptr vtable指针适用于纯抽象类中的动态调度(因为vtable指针仅在具有该类型的实例时使用)，但对纯抽象类的dynamic_cast是合法的，它可能要求vtable本身存在。

C++实现和ABI的设计者可能只是给纯粹的抽象类(一个没有实现方法的类，只有=0方法)一个vtable来简化它们的实现。每个类都有一个vtable，并且vtable指针在该类的构造过程中被设置。然后，代码可以依赖于这样一个事实，即vtable指针存在，并且不必每次都检查null。代码不需要问“这是一个纯粹的抽象类”这样的问题。

对于非纯抽象类(有些方法有实现，但有些方法是纯虚拟的)，在构造/销毁期间，您可以定义(如果是意外的)行为，它完全涉及调用给定方法的该类版本，而不是基类方法或继承方法。要使其工作，您需要设置一个vtable。对于纯抽象类，没有这样一个调用的定义结果，所以vtable是多余的，但是对于一个不是完全抽象的抽象类，这是不成立的。

Answer 3

当您的类具有纯虚拟函数时，这并不意味着您也不能为其提供一个实现(!!)。这意味着您可以有一个抽象类，这个类也是完全实现的。抽象类的构造函数必须能够调用到目前为止存在的所有函数--甚至是纯虚拟函数。

如果您已经替换了客户端构造器，则会根据派生类得到不同的基类构造函数的行为--这不是一个好主意，所以这是不允许的。您可以不设置vtable并静态解析所有函数调用--这是可行的，但它意味着处理构造函数(与所有其他函数相比)，并且需要内联所有其他函数来完成这一任务(因为从构造函数调用的函数也可能调用虚拟函数等等)--不太实用。

因此，它只是为构造函数和析构函数实现了一个vtable，以便在构造和销毁过程中使用。它允许您在c‘to和d’to中使用typeid和dynamic_cast，得到可预测的结果，并从所拥有的虚拟函数中获得可靠的行为。没有其他解决办法可以做到这一点。