c++ - 现代编译器可以在使用依赖注入(inject)时去虚拟化函数调用吗

Question

当您希望您的代码可测试时，依赖注入(inject)是一种非常重要的模式，它一直在大型 C++ 项目中使用。

这是一个简单的例子:

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class FooInterface {
  public:
    virtual void f() = 0;
    virtual ~FooInterface() = default;
};

class Foo : public FooInterface {
  public:
    void f() override { /* Actual work */ }
};

class MockFoo : public FooInterface {
  public:
    void f() override { /* Mock code */ }
};

class Bar {
  public:
    Bar(std::unique_ptr<FooInterface>&& foo) : foo_(std::move(foo)) { }
    void b() { foo_->f(); }

  private:
    std::unique_ptr<FooInterface> foo_;
};

// In production
void production() {
  auto bar = std::make_unique<Bar>(std::make_unique<Foo>());
  bar->b();
  // ...
}

// In tests
void test() {
  auto bar = std::make_unique<Bar>(std::make_unique<MockFoo>());
  bar->b();
  // ...
}

我一直有一个疑问是编译器是否能够将这种虚函数的使用去虚拟化。

我知道在一般情况下不可能知道正在使用哪个派生类，但在上面的示例中，编译器知道在 production 和 test 中正在使用哪些对象 函数，因为它们被显式实例化。

现代编译器是否可以优化这种特殊情况并删除虚函数调用，因为它们知道在编译时正在实例化哪个派生类？

如果无法对这个特定示例进行去虚拟化，是否可以对其进行任何更改以使调用被去虚拟化？

Answer 1

这取决于编译器和您正在处理的特定代码。根据我的经验，如果您真的想避免 virtual 调用，则不应依赖它。

例如，如果 f() 是 noexcept，Clang/LLVM 将在 -O2 下将您的示例去虚拟化:

class FooInterface {
  public:
    virtual void f() noexcept = 0;
    virtual ~FooInterface() = default;
};

但其他主要编译器不会。您的里程可能会有所不同。