C++ 虚拟析构函数和 vtable

Question

我有一些关于虚拟析构函数和 vtable 的具体问题。

假设我有以下代码：

class Base
{
public:

    virtual ~Base();

};

class Child : public Base
{
public:

    ~Child();
};

问题：

vtable 存储在哪里？它总是在基 class 中并且所有子 classes 只是保持指向它的指针吗？
添加虚方法只会将 sizeof(class) 增加 8 个字节，对吧？（假设 64 位系统）如果 base class 存储 table 怎么样？
正在通过 new 运算符创建 Child 类型的实例，然后删除...会调用 Base 析构函数吗？（我问是因为 Child class 的析构函数不是虚拟的……这是否意味着它只影响 Child 的 sub-class？）。

Answer 1

下面的解释假设编译器使用的虚拟分派实现是基于虚拟 tables。

每个带有虚方法（声明的或继承的）的 class 都有自己的虚方法 table。如果 subclass 覆盖基类中的虚拟成员函数，则指向覆盖函数的指针将放置在 class 的 vtable 中；否则，指向基础 class 实现的指针将保留在原地。
添加第一个虚函数会使class实例的大小增加vtable指针的大小。第一个之后的虚函数不会增加实例的大小。
因为 ~Base 是虚拟的，所以 ~Child 也是虚拟的，即使省略了 virtual 关键字。在覆盖的情况下，virtual 关键字是可选的。

Answer 2

Creating an instance of type Child via the new operator then delete ... will the Base destructor be called?

不在原始问题代码中，因为您没有 Child 继承自 Base。

假设这是一个错误，我们修复了它，那么当你销毁一个 Child 时 ~Base 会被调用，即使它不是虚拟的，只是因为 base-class sub-object 作为正常销毁序列的一部分被销毁。

使用虚拟析构函数的原因是您可以通过和 Base * 删除 Child 并且仍然可以正确调用 ~Child。

例如：

struct Base { ~Base(); }; struct Child: Base { ~Child(); }; struct VBase { virtual ~VBase(); }; struct VChild: VBase { ~VChild(); };

这适用于两个层次结构：

template <typename Derived> void test_static() { Derived d; } test_static<Child>(); // ~Child then ~Base invoked when d is destroyed test_static<VChild>(); // ~VChild then ~VBase invoked when d is destroyed

但这只适用于虚拟析构函数：

template <typename Derived, typename Base> void test_dynamic() { std::unique_ptr<Base> p(new Derived); } test_dynamic<Child, Base>; // only ~Base invoked when p destroyed test_dynamic<VChild,VBase>; // ~VChild then ~VBase invoked as before.

至于vtable的问题，是实现细节，有没有，如果有，在哪，大家不用管。

Answer 3

每个具有虚拟方法 (declared/inherited) 的 class 都有自己的虚拟 table(vtable)。当虚方法（任何，不仅仅是析构函数）被声明为虚方法时，派生的 classes 中该方法的所有重写都自动为虚方法。编译器还会在任何此类具有虚拟方法的 classes 的开头添加 _vptr。这个 _vptr 将在 class 的对象创建时被填充，并指向那个 class 的 vtable。虚拟析构函数的处理方式与任何其他虚拟函数相同。在您的示例中，由于 ~Base 是虚拟的，因此 ~Child 也将是虚拟的。

假设你这样做：

Child *child = new (class Child);
delete(child);

在这里，child->_vptr 将指向 Child 的 vtable。所以在删除期间，~Child 将首先被调用，然后是 ~Base（以相反的构造顺序）。

或者如果你这样做，

Base *base = new (class Child);
delete(base);

在这里，base->_vptr 将指向 Child 的 vtable。所以在删除过程中，~Child 将首先被调用，然后是来自 vtable.

的 ~Base

在gdb中，我们可以通过运行这个命令来验证这个_vptr，

"info vtbl base" or "print *base"

C++ 虚拟析构函数和 vtable

C++ virtual destructor & vtable

c++

polymorphism

vtable