虚拟表/调度表

oop java c++ virtual-functions

2022-09-03 00:49:47

根据我对CPP的了解，每个类都有自己的vtable。

然而，这个维基百科链接提到：

对象的调度表将包含对象的动态绑定方法的地址。方法调用是通过从对象的调度表中提取方法的地址来执行的。对于属于同一类的所有对象，调度表都是相同的，因此通常在它们之间共享。

有人可以请一些光明。

谢谢！

答案 1

有时通过示例更容易理解：

class PureVirtual {
   public:
       virtual void methodA() = 0;
       virtual void methodB() = 0;
};

class Base : public PureVirtual {
   public:
        virtual void methodA();
        void methodC();
   private:
        int x;
 };

 class Derived : public Base {
    public:
         virtual void methodB();
    private:
         int y;
 };

因此，给定一个派生类型的对象，它可能看起来像这样：

                         ------------
 Known offset for vtable |  0xblah  | -------> [Vtable for type "Derived"]
                         ------------
 Known offset for x      |  3       |
                         ------------
 Known offset for y      |  2       |
                         ------------

类型“派生”的 Vtable 看起来像这样：

                            ------------
 Known offset for "methodA" | 0xblah1   | ------> methodA from Base
                            -------------
 Known offset for "methodB" | 0xblah2   | ------> methodB from Derived
                            -------------

请注意，由于“methodC”不是虚拟的，因此它根本不在vtable中。另请注意，类 Derived 的所有实例都将有一个指向同一共享 vtable 对象的 vtable 指针（因为它们具有相同的类型）。

虽然C++和Java的实现略有不同，但它们的想法并不矛盾。从概念的角度来看，关键的区别在于Java方法是“虚拟的”，除非声明为“最终”。在C++必须显式给出关键字“virtual”，函数才能位于 vtable 中。不在 vtable 中的任何内容都将使用编译时类型而不是对象的运行时类型进行调度。

答案 2

是的，编译器和运行时对虚拟方法的处理方式不同。

爪哇岛：默认情况下，Java 中的所有方法都是虚拟的。这意味着在继承中使用时，任何方法都可以被重写，除非该方法被声明为 final 或 static。

从虚拟机规范中，

Java 虚拟机不要求对象使用任何特定的内部结构。书中的标记指出：在 Sun 的一些 Java 虚拟机实现中，对类实例的引用是指向句柄的指针，句柄本身就是一对指针：一个指向包含对象方法的表，另一个指向表示对象类型的 Class 对象的指针，另一个则分配给从堆中为对象数据分配的内存。

C++：

每当将类成员函数声明为 virtual 时，编译器都会在内存中创建一个虚拟表，其中包含在该类中声明为 virtual 的所有函数指针。这实现了运行时多态性（即在运行时找出所需的函数）。虚函数表在对象中还有一个指向 vtable 的附加指针。由于此附加指针和 vtable 会增加对象的大小，因此类设计器需要明智地声明函数为虚拟。

在基对象指针上调用方法时的事件序列为：

获取 vtable 指针（此 vtable 指针指向 vtable 的开头）。
使用偏移量获取 vtable 中的函数指针。

通过 vtable 指针间接调用该函数。