c++ - 虚函数调用非虚函数，反之亦然

Question

我有一个 class A 作为 class B 的基类。

我在我的虚拟函数xyz() 非虚拟函数abc()，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() 等同于 this->abc()，因此输出。但是，我不确定我是否理解这部分内容。

因为，当我做相反的事情时(即调用虚函数的非虚函数)，会显示正确的运行时多态性。那么 this 指针会发生什么？

//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

Answer 1

对非虚拟 abc 函数的调用在编译时有效地解析:因此，当它从另一个内部调用时class B 的成员函数，该函数的 class B 版本被调用，并被传递一个指向对象的指针 (this)它正在被调用；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，对于编译器而言，非虚函数与类相关联，而不是类的任何特定实例。

但是，您的虚拟 xyz 函数在编译器中的处理方式不同；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)；当您的类的任何对象被创建时，它们都包含该函数指针和/或 vtable 的拷贝。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函数指针的调用；因此，函数“与”实际对象一起“旅行”: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对象的函数(实例)从中调用它。

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

要查看此“vtable”的创建，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;
}

这两个类之间唯一的区别是一个有虚函数而另一个没有——然而这导致了类对象大小的显着差异:vtable 的大小(与，可能是一些“填充”以优化数据排列)! (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。)