c++ - 确定性时的虚函数开销 (c++)

Question

我知道虚函数本质上是包含在 vtable 中的函数指针，由于间接等原因，这会使多态调用变慢。但是我想知道调用是确定性的时编译器优化。我所说的确定性是指以下情况:

1. 该对象是一个值而不是一个引用，因此不可能存在多态性:

struct Foo
{
    virtual void DoSomething(){....}
};

int main()
{
    Foo myfoo;
    myfoo.DoSemthing();
    return 0;
}

1. 引用的是一个没有 child 的类(class):

struct Foo
{
    virtual void DoSomething();
};
struct Bar : public Foo
{
   virtual void DoSomething();
};

int main()
{
    Foo* a = new Foo();
    a->DoSomething(); //Overhead ? a doesn't seem to be able to change nature.

    Foo* b = new Bar();
    b->DoSomething(); //Overhead ? It's a polymorphic call, but b's nature is deterministic.

    Bar* c = new Bar();
    c->DoSomething(); //Overhead ? It is NOT possible to have an other version of the method than Bar::DoSomething
    return 0;
}

Answer 1

在第一种情况下，这不是虚拟调用。编译器将直接调用 Foo::DoSomething()。

第二种情况比较复杂。其一，它至多是链接时间优化，因为对于特定的翻译单元，编译器不知道还有谁可能继承自该类。您遇到的另一个问题是共享库，它们也可能在您的可执行文件对其一无所知的情况下继承。

不过，总的来说，这是一种称为虚拟函数调用消除或去虚拟化的编译器优化，并且在某种程度上是一个活跃的研究领域。一些编译器在某种程度上做到了这一点，而另一些则根本不这样做。

参见，在 GCC (g++) 中，-fdevirtualize 和 -fdevirtualize-speculatively。这些名称暗示了质量的保证水平。