为什么 vtable 不能包含重复的函数？

Question

想象一个项目，其中有一个界面 class 如下所示：

struct Interface
{
    virtual void f()=0;
    virtual void g()=0;
    virtual void h()=0;
};

假设在其他地方，有人希望创建一个 class 实现此接口，为此 f、g、h 都做同样的事情。

struct S : Interface
{
    virtual void f() {}
    virtual void g() {f();}
    virtual void h() {f();}
};

那么为 S 生成一个 vtable 将是一个有效的优化，其条目都是指向 S::f 的指针，从而节省了对包装函数 g 和 h.

但是，打印 vtable 的内容表明未执行此优化：

S s;
void **vtable = *(void***)(&s);  /* I'm sorry. */
for (int i = 0; i < 3; i++)
    std::cout << vtable[i] << '\n';

0x400940
0x400950
0x400970

使用 -O3 或 -Os 编译无效，在 clang 和 gcc 之间切换也是如此。

为什么错过了这个优化机会？

目前，这些是我考虑过（并拒绝）的猜测：

vtable 打印代码实际打印垃圾。
性能提升被认为毫无价值。
ABI 禁止它。

Answer 1

这样的优化是无效的，因为...

// somewhere-in-another-galaxy.hpp
struct X : S {
    virtual void f();
};

// somewhere-in-another-galaxy.cpp
include <iostream>
void X::f() {
    std::cout << "Hi from a galaxy far, far away! ";
}

如果编译器实现了您的优化，则此代码将无法运行。

Interface* object = new X;
object->g();

我的翻译单元的编译器不知道你的 class 内部实现，所以对于 g() 和 h() 它只是放入我的 class' 虚函数 table引用您 class' VFT 中的相应条目。

为什么 vtable 不能包含重复的函数？

Why can't a vtable contain duplicate functions?

c++

vtable

compiler-optimization