C++：是一个具有虚基但没有虚函数多态并具有 VTable 的类吗？

Question

考虑以下代码：

#include <iostream>
#include <typeinfo>
#include <type_traits>

using namespace std;

struct A { int data; };
struct B1 : A {};
struct B2 : virtual A {};

struct Base1 : virtual A {};
struct Base2 : virtual A {};
struct Derived : Base1, Base2 {};

int main() {
  cout << sizeof(B1) << endl;
  cout << sizeof(B2) << endl;
  cout << sizeof(Derived) << endl;

  cout << std::is_polymorphic<B1>::value << endl;
  cout << std::is_polymorphic<B2>::value << endl;
  cout << std::is_polymorphic<Derived>::value << endl;
  return 0;
}

在我的系统上打印

4
8
12
0
0
0

这意味着这些类都不是多态的。但是，B1 和 B2 的大小因指针的大小而不同，该指针可能是指向 vtable 的指针。我用-fdump-class-hierarchy 运行 gcc 并得到：

Vtable for B2
B2::_ZTV2B2: 3u entries
0     4u
4     (int (*)(...))0
8     (int (*)(...))(& _ZTI2B2)

VTT for B2
B2::_ZTT2B2: 1u entries
0     ((& B2::_ZTV2B2) + 12u)

Class B2
   size=8 align=4
   base size=4 base align=4
B2 (0x0x3ca5400) 0 nearly-empty
    vptridx=0u vptr=((& B2::_ZTV2B2) + 12u)
  A (0x0x3c972d8) 4 virtual
      vbaseoffset=-12

这里有一个问题：什么是多态类？ “具有 vtable”是否意味着“具有多态性并具有 RTTI”，反之亦然？如果不是，为什么它必须至少有一个虚拟函数才能是多态的，如果它无论如何都要有 vtable？

看起来多态类的定义与“具有 vtable 的类”不同，因为正如我们在上面看到的，B2 不是多态的，但有一个 vtable，而且我认为应该有一个 RTTI。在this 文档中明确指出“多态 - 即至少有一个虚函数。（这是允许生成的调度代码在类上使用 RTTI 所必需的。）”。

Answer 1

这是std::is_polymorphic的定义

如果 T 是多态类（即声明或 至少继承一个虚函数），提供成员常量 值等于真。对于任何其他类型，值为 false。

由于没有定义虚函数，所以它会返回 false。

详细来说，我们应该区分多态性和vtables。在 C++ 中，多态确实需要 vtable，但其他非多态概念也需要。

我可以尝试解释虚拟继承，当它与多重继承一起使用时会创建一个 vtable，但 this link 做得更好。

Answer 2

您在这里遗漏了一个细节：虚拟表是一个实现细节。结果：

• 标准将多态类定义为可以在多态意义上使用的类：即，可以覆盖行为的地方
• 编译器使用虚拟表来实现标准规定的某些特性/行为，这些特性/行为恰好包括多态类和虚拟基。

因此，是的我知道的编译器（MSVC 和遵循 Itanium ABI 的编译器，例如 gcc、icc 和 Clang）将使用虚拟表来提供dynamic_cast 在虚基的存在...不，这与一个类是否是多态的无关。

不过，Prefer Composition Over Inheritance 意味着如果没有可以覆盖的行为，则几乎没有理由从类继承。

Answer 3

对于那些对继承提供的 VTable 效果感到好奇的人。

以下示例

struct VB{
   // virtual int f(){}
};

struct IA:virtual VB{};

int main(int argc, char** argv) {
    VB* o = new IA;

    IA* iap = dynamic_cast<IA*>(o);

}

不会编译（g++ 4.8）：

main.cpp：在函数“int main(int, char**)”中：main.cpp:26:34：错误： 不能 dynamic_cast ‘o’（‘struct VB*’类型）输入‘struct IA*’ （源类型不是多态的） IA* iap = dynamic_cast(o);

虽然取消注释 int f() 成员会得到所需的结果。