Virtual Dispatch 中的指针数组声明

Question

假设我们有如下三个函数：

int fun1()
{
    cout<<"inside fun1"<<endl;
}

int fun2()
{
    cout<<"inside fun2"<<endl;
}

int fun3(int i)
{
    cout<<"inside fun3"<<endl;
}

然后我可以声明指向函数的指针数组，用于访问前两个函数，如下所示：

int (*p[2])() = {fun1, fun2};

for (int i=0;i<2;++i)
{
    p[i]();
}

当上述函数在基类 B 中声明为虚拟时，我对声明和访问机制感到好奇。有人可以向我解释一下函数指针是如何存储在指针数组中的，以及如何使用指针。

Answer 1

首先要注意的是，指向函数的指针和指向成员函数的指针是完全不同的野兽，没有办法在它们之间进行转换。也就是说，您将无法将指向任何成员函数的指针存储到 virtual 或 int(*)() 中，或更一般的 R(*)(Args...) 中。指向函数的指针只是存储要调用的函数的地址。

成员函数需要一个指向要传递给它们的对象的指针。如果你想存储一个指向成员函数的指针，你需要像int (B::*)()（或更一般的R(C::*)(Args...)）这样声明的东西，例如：

#include <iostream>

struct B {
    virtual ~B() {}
    void         non_virtual_fn()      { std::cout << "B::non_virtual_fn\n"; }
    virtual void virtual_fn()          { std::cout << "B::virtual_fn\n"; }
};

struct D: B {
    void         non_virtual_fn()      { std::cout << "D::non_virtual_fn\n"; }
    void         virtual_fn() override { std::cout << "D::virtual_fn\n"; }
};

void (B::*members[])() = {
    &B::non_virtual_fn,
    &B::virtual_fn,
};

template <typename T, int Size>
int size(T (&)[Size]) {
    return Size;
}

int main()
{
    B b;
    D d;
    for (int i(0); i != size(members); ++i) {
        (b.*members[i])();
        (d.*members[i])();
    }
}

没有指定编译器为成员指针实际存储的内容。很可能它为非virtual 成员函数存储一个指向成员函数的指针，为virtual 函数存储一个thunk。

如果您想根据存储在数组中的内容调用成员函数和非成员函数，则需要键入擦除一些详细信息，例如，使用 std::function<Signature>。要调用成员函数，您仍然需要为调用提供一个对象，当然，您可以使用 std::bind() 或合适的 lambda 函数来完成。