C++ 为什么vptr不是静态的？

每个包含一个或多个虚拟函数的类都有一个与其关联的Vtable。一个名为vptr的空指针指向该vtable。该类的每个对象都包含指向同一Vtable的vptr。那么为什么vptr不是静态的呢？与其将vptr与对象关联，为什么不将其与类关联

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对象的运行时类是对象本身的属性。实际上，

vptr

表示运行时类，因此不能是

静态的

。但是，它所指向的内容可以被同一运行时类的所有实例共享。

vptr的整个要点是，您不知道对象在运行时具有哪个类。如果您知道这一点，那么虚拟函数调用将是不必要的。事实上，这就是不使用虚拟函数时会发生的情况。但如果我有虚拟函数的话

class Sub : Parent {};

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还有一个类型为

Parent*

的值，我不知道在运行时这是

Parent

类型的对象还是

Sub

类型的对象。vptr让我明白了这一点。

虚拟方法表是每个类的。对象包含指向运行时类型vptr的指针

我不认为这是标准半身像中的一个要求，我使用过的所有编译都是这样做的

即使在您的示例中也是如此。

< P>虚拟表（顺便说一下，在C++标准中没有提到的实现机制）用于在运行时标识对象的动态类型。因此，对象本身必须持有指向它的指针。如果它是静态的，那么它只能识别静态类型，这将是无用的

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如果您想在内部使用

typeid（）

来标识动态类型，然后用它调用静态指针，请注意

typeid（）

只返回属于具有虚拟函数的类型的对象的动态类型；否则，它只返回静态类型（当前的C++标准中的5.2.8）。是的，这意味着它的工作方式正好相反：

typeid（）

通常使用虚拟指针来标识动态类型。

您的图表是错误的。没有单个vtable，每个多态类型都有一个vtable。

A

的vptr指向

A

的vtable，

A1

的vptr指向

A1

的vtable等

鉴于：

class A {
public:
  virtual void foo();
  virtual void bar();
};
class A1 : public A {
  virtual void foo();
};
class A2 : public A {
  virtual void foo();
};
class A3 : public A {
  virtual void bar();
  virtual void baz();
};

A

的vtable包含

{&A:：foo，&A:：bar}

A1

的vtable包含

{&A1:：foo，&A:：bar}

A2

的vtable包含

{&A2:：foo，&A:：bar}

A3

的vtable包含

{&A:：foo、&A3:：bar、&A3:：baz}

因此，当您调用

a.foo（）

时，编译器将遵循对象的vptr查找vtable，然后调用vtable中的第一个函数

假设一个编译器使用了你的想法，我们写：

A1 a1;
A2 a2;
A& a = (std::rand() % 2) ? a1 : a2;
a.foo();

A1 a1;
A2 a2;
A& a = a1;
A& aa = a2;
a.foo();
aa.foo();

编译器在基类

A

中查找并找到类

A

的vptr，该类（根据您的想法）是

A

类型的

静态属性，而不是引用
A
绑定到的对象的成员。该vptr是否指向
A
、或
A1
或
A2
或其他内容的vtable？如果它指向
A1
的vtable，当
a
引用
a2
时，50%的时间是错误的，反之亦然

现在假设我们写：

A1 a1;
A2 a2;
A& a = (std::rand() % 2) ? a1 : a2;
a.foo();

A1 a1;
A2 a2;
A& a = a1;
A& aa = a2;
a.foo();
aa.foo();

a
和
aa
都是对
a
的引用，但它们需要两个不同的VPTR，一个指向
A1
的vtable，另一个指向
A2
的vtable。如果vptr是
a
的静态成员，它怎么能同时有两个值？唯一合乎逻辑且一致的选择是
A
的静态vptr指向
A
的vtable

但这意味着调用
a.foo（）
在应该调用
A1:：foo（）
时调用
a:：foo（）
，调用
aa.foo（）
在应该调用
A2:：foo（）
时也调用
a:：foo（）

显然，您的想法无法实现所需的语义，证明使用您的想法的编译器不能是C++编译器。编译器无法在不知道派生类型是什么的情况下从
a
获取
A1
的vtable（这通常是不可能的，对base的引用可能是从其他库中定义的函数返回的，并且可能引用尚未编写的派生类型！）或者将vptr直接存储在对象中

对于
a1
和
a2
，vptr必须不同，并且在通过poiner或对base的引用访问它们时，必须在不知道动态类型的情况下进行访问，这样，当您通过对基类
a
的引用获得vptr时，它仍然指向右侧的vtable，而不是基类vtable。最明显的方法是将vptr直接存储在对象中。另一种更复杂的解决方案是保留对象地址到vptr的映射，例如类似于
std:：map
，并通过查找
&a
找到
a
的vtable，但这仍然会为每个对象存储一个vptr，而不是每种类型一个，并且需要更多的工作（和动态分配）在每次创建和销毁多态对象时更新映射，会增加总体内存使用，因为映射结构会占用空间。只需将vptr嵌入对象本身就更简单。
因为每个人都证明vptr是对象的属性。
让我们看看为什么

假设我们有三个物体

类基{
虚拟~Base（）；
//类定义
};
派生类：公共基{
//类定义
};
类客户端：公共De