c++ - 实现 vptr 的替代方案？

Question

这个问题不是关于 C++ 语言本身(即不是关于标准)，而是关于如何调用编译器来实现虚函数的替代方案。

实现虚函数的一般方案是使用指向指针表的指针。

class Base {
     private:
        int m;
     public:
        virtual metha();
};

相当于说 C 会是这样的

struct Base {
    void (**vtable)();
    int m;
}

第一个成员通常是指向虚函数列表等的指针(应用程序无法控制的内存中的一 block 区域)。在大多数情况下，这恰好在考虑成员等之前花费了指针的大小。因此在 32 位寻址方案中大约 4 个字节等。如果您在应用程序中创建了 40k 多态对象的列表，这大约是 40k x 4 字节 = 160k 字节在任何成员变量等之前。我也知道这恰好是 C++ 编译中最快和常见的实现。

我知道这会因多重继承而变得复杂(尤其是其中包含虚拟类，即菱形结构等)。

另一种方法是将第一个变量作为 vptrs 表的索引 id(在 C 中等效，如下所示)

struct Base {
    char    classid;     // the classid here is an index into an array of vtables
    int     m;
}

如果应用程序中类的总数少于 255(包括所有可能的模板实例化等)，那么一个 char 足以保存一个索引，从而减少应用程序中所有多态类的大小(我是不包括对齐问题等)。

我的问题是，GNU C++、LLVM 或任何其他编译器中是否有任何开关可以执行此操作？或者减少多态对象的大小？

编辑:我了解所指出的对齐问题。还有一点，如果这是在 64 位系统(假设 64 位 vptr)上，每个多态对象成员占用大约 8 个字节，那么 vptr 的成本是内存的 50%。这主要与大规模创建的小型多态性有关，所以我想知道如果不是整个应用程序，这种方案是否至少适用于特定的虚拟对象。

Answer 1

你的建议很有趣，但如果可执行文件由多个模块组成，并在它们之间传递对象，它就不会起作用。鉴于它们是单独编译的(比如 DLL)，如果一个模块创建一个对象并将其传递给另一个模块，而另一个模块调用一个虚拟方法 - 它如何知道 classid 引用哪个表？您将无法添加另一个 moduleid，因为这两个模块在编译时可能不知道彼此。所以除非你使用指针，否则我认为这是死胡同......