为什么派生类不覆盖虚函数时需要 vptr？

Question

class base {
public:
    void virtual fn(int i) {
        cout << "base" << endl;
    }
};

class der : public base{
    public:
    void  fn(char i) {
        cout << "der" << endl;
    }
};

int main() {

    base* p = new der;
    char i = 5;
    p->fn(i);
    cout << sizeof(base);
    return 0;
}

这里base类中定义的函数fn的签名与der类中定义的函数fn()的签名不同，尽管函数名称相同。 因此，der 类中定义的函数隐藏了base 类函数fn()。所以类der版本的fn不能被p->fn(i)调用；没事。

我的意思是，如果没有使用 VTABLE 指针，为什么 sizeof 类 base 或 der 是 4？ VTABLE 指针这里有什么要求？

Answer 1

请注意，这高度依赖于实现，并且可能因每个编译器而异。

vtable 存在的要求是基类用于继承和扩展，从它派生的类可能会覆盖该方法。

Base 和 Derived 这两个类可能驻留在不同的翻译单元中，编译器在编译 Base 类时不会真正知道该方法是否会被覆盖。因此，如果它找到关键字virtual，它会生成vtable。

Answer 2

vtable通常不仅仅用于虚函数，当你做一些dynamic_cast或者程序访问类的type_info时，它也用来识别类的类型。

如果编译器检测到没有虚拟函数被覆盖并且没有使用任何其他功能，它只是可以删除 vtable 指针作为优化。

显然编译器编写者认为这样做不值得。可能是因为它不会经常使用，而且您可以通过从基类中删除 virtual 来自己完成。

Answer 3

编译器无法从“基”类中优化出vtable 成员变量，因为在同一个或另一个项目中可能存在另一个源文件，其中包含以下内容：

struct ived : base {
    ived() : p(new char[BIG_DATA_SIZE]) {}
    virtual ~ived();
    virtual void fn(int);
private:
    char* p;
};

析构函数和fn 可以在其他地方实现：

ived::~ived() { delete[] p; }

void ived::fn(int) {
    cout << "ived" << endl;
}

在另一个地方的某个地方可能会有这样的代码：

base* object = new ived;
ived->fn(0);
delete object;
cout << sizeof(base) << endl;

所以，会有两个问题：虚函数ived::fn没有被调用，虚析构函数没有被调用，所以BIG_DATA_SIZE没有被删除。否则，这里的sizeof(base) 会有所不同。这就是为什么编译器总是为任何具有虚拟成员函数或虚拟基类的类生成vtable。

关于在派生类中调用析构函数，必须考虑：如果你有任何带有任何虚函数的类，该类也应该声明一个虚析构函数。

Answer 4

继承是is-a 关系。 der 是一个base。 base 的大小为 4，der 的大小至少为 4。 vftableptr 是 base 的成员，它将是 der 的成员。

base有一个虚方法，所以不管你有没有用，它都会有一个指向虚表的指针。