C++多态中的VPTR

以下文字摘录自<<C++编程思想>>(Bruce Eckel):

C++中的关键字virtual告诉编译器对于某个成员函数进行动态绑定，而且自动装载实现动态绑定所必须的所有机制。
为了完成这件事，编译器对每个包含虚函数的类创建一个表 (称为VTABLE)。在VTABLE中，编译器旋转特定类的虚函数地址。在每个带有虚函数的类中，编译器“秘密”地置一指针，称为vpointer (缩写为VPTR)，指向这个对象的VTABLE。通过基类指针(或者引用)做虚函数调用时，也就是做多态调用时，编译器静态地插入取得这个VPTR，并在VTABLE表中查找函数地址的代码，这样就能调用正确的函数使动态绑定发生。

为了看到VPTR，特编写如下函数：

class no_virtual{
 int a;
public:
 void x() const {}
 int i() const { return 1; }
};

class one_virtual{
 int a;
public:
 virtual void x() const {}
 int i() const { return 1; }
};

class two_virtuals{
 int a;
public:
 virtual void x() const {}
 virtual int i() const { return 1; }
};

void main()
{
 cout<<"int:"<<sizeof(int)<<endl;
 cout<<"no_virtual:"
  <<sizeof(no_virtual)<<endl;
 cout<<"void*:"<<sizeof(void*)<<endl;
 cout<<"one_virtual:"
  <<sizeof(one_virtual)<<endl;
 cout<<"two_virtuals:"
  <<sizeof(two_virtuals)<<endl;
}

不带虚函数，对象的长度恰好就是所期望的：单个int的长度。而带有单个虚函数的one_virtual,对象的长度是no_virtual的长度加上一个void指针的长度。它反映出，如果有一个或多个虚函数，编译器将在这个结构中插入一个指针(VPTR)。在one_virtual和two_virtuals之间没有区别。这是因为VPTR指向一个存放地址的表，只需要一个指针，因为所有虚函数地址都包含在这个表中。

2005年8月