C++ - TC++PL RTTI dynamic_cast downcasting 和 virtual table 混淆（以及它的实现）

Question

我正在阅读 B. Stroustrup 的“The C++ Programming Language (4th Edition)”中的 RTTI。英语不是我的第一语言，我不确定我是否从它使用dynamic_cast<T*>(p) 对向下转换机制的解释中得出了正确的结论。我引用了书中的文字

要求指针的类型是多态的可以简化 dynamic_cast 的实现，因为它可以很容易地找到 存放有关对象类型的必要信息的地方。一种 典型的实现会附加一个“类型信息对象” （第 22.5 节）通过将指向类型信息的指针指向对象 对象类的虚函数表（§3.2.3）。为了 例子： 虚线箭头表示允许开始的偏移量 仅给定一个指向多态的指针即可找到完整的对象 子对象。很明显，dynamic_cast 可以有效地 实施的。所涉及的只是对 type_info 的一些比较 表示基类的对象；没有昂贵的查找或字符串 需要比较。

我的困惑来自 “虚线箭头表示一个偏移量，它允许在给定的情况下找到完整对象的开始 只是一个指向多态子对象的指针。”

我从这一行的推论是：

• vtbl（虚函数表）中存储有指向基（或子对象）的指针，虚线表示指向子对象的指针

• 这与该行的第二部分相矛盾，即 只给出一个指向多态子对象的指针。但这会造成更多的混乱，我们如何将指针传递给子对象。在向下转换时，我们在 括号中传递派生类名称 T，在 ()p 的指针/strong> dynamic_cast<T*>(p) 语法的括号。

如果我的第一点是合理的或被认为是正确的，则作为一个完整的过程。 那么我们可以说我的以下假设成立吗？

假设 :: 在向下转换时，虚拟函数表 (vtbl) 中存在的指针所指向的类型信息对象 (type_info) 会与基类的 type_id 连续进行比较。如果在前面提到的比较中找到p（或p指向的对象）的type_id，则创建派生类的对象。由于指向子对象的指针存储在虚拟表中，我们将我们从 p （这是dynamic_cast<T*>(p) 的输入参数）获得的基类对象 memcpy（或类似的东西）到驱动类的子对象（我们从虚函数表中的指针中找到）。

我已经对此进行了谷歌搜索，但没有找到任何可能的解释。如果我跑题了，请引导我到正确的 StackExchange 模块。

P.S : 在旁注中，主题 3.2.3 解释书中的虚拟表。以线条结尾。

这种虚拟调用机制几乎可以像 “正常函数调用”机制（25%以内）。

这里的 25% 以内是什么意思。再次，我对此有我的假设，但如果有人向我陈述他们的结论会更好。

最后，任何关于如何通过 dynamic_cast 识别或实现交叉转换的信息将不胜感激。

Answer 1

没有进行复制，因为所有对象（子对象）一直都存在。可能有几个基类，其中一些可能具有虚拟继承。

vtables 中的指针（可能存储为偏移量，而不是固定地址）是帮助运行时查找不同子对象在整个对象中的起始位置的一种方法。或者从指向子对象的指针中找到完整对象的开始。显然，只有第一个基类可以定位在对象的开头，其他的必须定位为start + offset。

虚拟调用几乎与直接函数调用一样有效。在机器代码级别，函数调用只是编码为call address_of_function，地址存储在指令内部。

虚拟调用可以实现为call *(vtable + offset)。如果 vtable 地址存储在寄存器中，则许多 CPU 都支持在单个指令中执行此间接操作。代价是获取真实函数地址的额外内存访问。如果该函数做了什么重要的事情，这种额外的内存访问不会有太大的不同。