虚函数调用非虚函数，反之亦然

问题描述

我有一个 class A 作为 class B 的基类。

我在我的虚拟函数abc()中调用了非虚拟函数xyz()，如下所述。

由于运行时多态性，B:xyz 被调用 - 我理解这一点。

但是，我不明白，为什么后面是 B:abc 而不是 A:abc，因为 abc 是一个非虚函数。

请注意：我遇到了以下问题：Virtual function calling a non-virtual function。它提到在虚函数中调用 abc() 等效于 this->abc()，因此输出。但是，我不确定我是否理解这部分。

因为，当我做相反的事情时（即一个非虚函数调用一个虚函数），那个时候会显示正确的运行时多态性。那么 this 指针会发生什么变化？

//Virtual function calling non-virtual 
class A
{
  public:
  void abc()
  {
    cout<<"A:abc"<<endl;
  }

  virtual void xyz()
  {
    cout<<"A:xyz"<<endl;
    abc();
  }
};


class B: public A
{
  public:
  void abc()
  {
    cout<<"B:abc"<<endl;
  }

  void xyz()
  {
    cout<<"B:xyz"<<endl;
    abc();
  }
};

int main() {

  A *obj3 = new B;
  obj3->xyz();\
  return 0;
}

Output
B:xyz
B:abc

//Non-virtual calling virtual function
#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
  public:

  void abc()
  {
    cout<<"A:abc"<<endl;
    xyz();
  }

  virtual void xyz()
  {
    cout<<"A:xyz"<<endl;
  }
};

class B: public A
{
  public:

  void abc()
  {
    cout<<"B:abc"<<endl;
    xyz();
  }

  void xyz()
  {
    cout<<"B:xyz"<<endl;
  }
};

int main() {

  A *obj3 = new B;
  obj3->abc(); 
  return 0;
}

Output
A:abc
B:xyz

解决方法

对您的非虚拟 abc 函数的调用在编译时得到有效解析：因此，当它从内的另一个成员函数调用时class B，class B 版本的函数被调用，并被传递一个指向它被调用的对象的指针（this）；类似地，如果从 class A 函数中调用，则将使用 class A 定义。也就是说，对于编译器来说，非虚函数与类相关联，而不是与类的任何特定实例相关联。

但是，编译器对您的虚拟 xyz 函数的处理方式不同；在这种情况下，函数的引用或指针被添加到类定义中（这通常被添加到所谓的 vtable 中，尽管细节是特定于实现的）；创建类的任何对象时，它们都包含该函数指针和/或 vtable 的副本。当编译器看到调用此类虚函数的代码时，它会将其转换为通过适当的函数指针的调用；因此，该函数“与”实际对象一起“旅行”：该函数是从派生类还是基类（在您的代码中）调用是无关紧要的——被调用的函数是属于该对象的函数（实例），从中调用它。

总而言之：对非虚函数的调用在编译时解析，而对虚函数的调用（概念上）在运行时解析。

要查看此“vtable”的创建过程，请尝试编译并运行以下代码：

#include <iostream>

class A {
public:
    int i;
    ~A() = default;
    void foo() { std::cout << i << std::endl; }
};

class B {
public:
    int i;
    virtual ~B() = default;
    virtual void foo() { std::cout << i << std::endl; }
};

int main()
{
    std::cout << sizeof(A) << std::endl;
    std::cout << sizeof(B) << std::endl;
    return 0;
}

唯一两个类之间的区别是一个类有虚函数而另一个没有——但这会导致类对象大小的显着差异：vtable 的大小（与，可能是一些“填充”以优化数据）！（在我的 64 位 Windows 上，使用 MSVC，我得到的大小为 4 和 16，但实际值会因编译器和平台而异。）

c++dynamic-binding run-time-polymorphism