多态类的vptr（指向虚函数表）何时被初始化？

Question

这不是关于“VTABLE何时创建？”的问题。相反，VPTR应该在什么时候初始化？是在构造函数的开始/结束之前/之后？

A::A () : i(0), j(0)  -->> here ?
{
  -->> here ?
  //...
  -->> here ?
}

- iammilind

Answer 1

虚函数调用的机制（通常是一个虚表，但不一定）在基类子对象构造之后、成员构造之前的 ctor-initializer 期间进行设置。 [class.base.init] 节规定：

“可以为正在构造的对象调用成员函数（包括虚成员函数10.3）。同样，在 ctor-initializer 中执行 typeid 操作符（5.2.8）或 dynamic_cast （5.2.7）操作也是如此。但是，如果在 ctor-initializer （或在直接或间接从 ctor-initializer 调用的函数中）执行这些操作时，还没有完成所有基类的 mem-initializers ，则操作的结果未定义。”

实际上，在构建基类子对象期间，虚函数机制已经存在，但是它是为基类设置的。 [class.cdtor]节中提到：

“在构造函数或析构函数（12.6.2）中可以调用成员函数，包括虚函数（10.3）。当从构造函数或析构函数直接或间接调用虚函数，包括在构造或销毁类的非静态数据成员期间，并且应用调用的对象是正在构造或销毁的对象（称其为x），则被调用的函数是构造函数或析构函数中的最终覆盖者，而不是在更派生类中覆盖它的函数。如果虚函数调用使用显式类成员访问（5.2.5）并且对象表达式引用x或该对象的一个基类子对象的完整对象，但不是x或其基类子对象之一，则行为未定义。”

- Ben Voigt

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这是否意味着，如果有多层派生，每次构造基类子对象时都会修改vptr？ - fengqi

@fengqi 是的，在一般情况下，各种vptr（至少每个直接多态基类一个）都会被修改。但是，在特定情况下，如果没有从ctor调用到一个具有访问权限的单独编译函数，那么在基类ctor中对x this的虚拟性进行完全内联，其中“对Info的完全内联”表示对所有可能访问Info的直接和间接调用函数进行内联，而“x的虚拟性”是指所有依赖于x的动态类型的特征或行为（特别是虚函数调用），... - curiousguy

“the complete inlining on the virtual-ness of x this of base class ctors” 意味着递归地内联所有从基类构造函数调用的函数，这些函数可能在 this 上调用虚函数（或使用 typeid(*this) 或 dynamic_cast），从而带来了对 vptr 更改的可能优化。特别是当基类构造函数具有空体和没有非内联构造的成员对象时，它完全可以递归地内联：这种基类构造函数永远不会看到 vptr 值。 - curiousguy

（请注意，如果基类子对象B的任何数据成员M具有单独编译的构造，则无法进行转换，并且该基类子对象具有另一个具有单独编译构造的基类BB，因为由BB的基本构造函数提供给M的构造函数的this指针可能在成员对象初始化期间使用动态操作。） - curiousguy

Answer 2

它在基类和派生类的构造函数之间进行初始化：

class Base { Base() { } virtual void f(); };
class Derived { Derived(); virtual void f(); };

当原始内存转换为Base对象时会发生这种情况。 在对象构造期间将Base对象转换为Derived对象时也会发生这种情况。 当销毁对象时，同样会反向发生。即每次类型更改时，虚表指针都会改变。（我确定有人会评论说根据std，虚表不需要存在。）

- tp1

Answer 3

这篇 MSDN 文章详细解释了它

文章中写道：

"最终答案是...正如你所预期的那样。它发生在构造函数中。"

所以...
A::A() : i(0), j(0)
{
-->> 在这里！
//...
//
}

但要小心，假设你有一个类 A 和一个从 A 派生的类 A1。

• 如果你创建一个新的 A 对象，vptr 将在 A 类的构造函数开始时设置
• 但如果你创建一个新的 A1 对象：

以下是构造A1类实例时的完整事件序列：

1. A1::A1调用A::A
2. A::A将vtable设置为A的vtable
3. A::A执行并返回
4. A1::A1将vtable设置为A1的vtable
5. A1::A1执行并返回

- user3254083

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我在回答中给出的第一个标准引用表明，您的解释并不完全正确。当添加晚回答时，最好阅读和理解现有的回答，以防万一。 - Ben Voigt

“here!”是错误的。我不认为“它发生在构造函数中”有帮助。在构造函数中，具体是在哪里？在成员初始化之前？在成员初始化之后？在函数体的开头？在函数体的结尾？答案是，在右大括号之后。因为对于派生类构造函数，如果您在右大括号之前调用虚函数，则仍会获得基类服务，而不是派生类服务。任何虚表调整都必须在构造函数体运行之后进行。 - SJHowe