C++ -- 对象或类关联vptr和vtbl？

Question

vptr -- 虚函数表指针

vtbl -- 虚函数表

问题1> vptr是否与类的对象相关联？

问题2> vtbl是否与类相关联？

问题3> 它们如何共同工作？

谢谢

- q0987

Answer 1

vptr和vtbl是实现定义的，C++标准甚至没有提到它们。然而，大多数已知的编译器都通过vptr和vtbl实现动态分派。 问题1： vptr是否与类的对象相关联？ 是的
vptr与包含至少一个虚拟成员函数的类的对象相关联。编译器会在每个多态化（包含至少一个虚拟成员函数）类的对象中添加Vptr。然后this指针的前4个字节指向vptr。 问题2： vtbl是否与类相关联？ 是的
Vtbl与一个类相关联。每个多态化类都会创建一个vtbl。 问题3： 它们如何一起工作？ 编译器为每个多态类的对象添加一个vptr，并为该类创建一个vtbl。vptr指向vtbl。vtbl包含该类中所有虚拟函数的地址列表。如果派生类覆盖了基类的虚拟函数，则在vtbl中该特定函数的地址条目将被覆盖为覆盖的函数的地址。在运行时，编译器基于指针内部的地址而不是指针类型遍历特定类（基类或派生类）的vtbl，并调用vtbl中的函数地址。因此实现了动态多态。
这种动态多态的成本是：
fetch (获取this内的vptr指针) fetch (从vtbl函数列表中获取函数地址) Call (调用该函数)

与静态绑定的call（直接调用函数）相对。

- Alok Save

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将vptr放在对象开头是常见的做法，但并非普遍适用。特别地，在具有非多态基类的多态派生类中时，vptr可能会跟随该基类子对象。 - MSalters

Answer 2

虚表指针是类中每个对象内部的指针，指向正确的虚表。虚表中包含类的虚函数的地址。当通过基类指针调用函数时，编译器遍历虚表以获取正确的函数。

- Xeo