C++ 带优化的虚拟呼叫成本

当所指类型始终相同时，我有一个关于虚拟通话成本的问题：

class Base
{
    Base() {};
    virtual void Func() = 0;
};

class Derived
    : public Base
{
    Derived() : Base() {};
    void Func() { /* Do something */ };
};

int main()
{
    Base* base = new Derived;

    for (int i = 0; i < 1000; ++i)
    {
        base->Func();
    }

    return 0;
}

类基
{
Base（）{}；
虚void Func（）=0；
};
类派生
：公共基地
{
派生（）：基（）{}；
void Func（）{/*做某事*/}；
};
int main（）
{
Base*Base=新导出的；
对于（int i=0；i<1000；++i）
{
base->Func（）；
}
返回0；
}

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编译器会优化这个虚拟调用吗

带有-O3的GCC似乎无法优化虚拟呼叫

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这将进行函数指针比较，如果不相等，则继续执行间接函数调用。

类似VC++的GCC不会优化调用。 使用Visual Studio 2013在带有/O2标志的发布模式下构建：

    base->Func();
010B12D2  mov         eax,dword ptr [esi] //load V-Table 
010B12D4  mov         ecx,esi //load this pointer into ecx  
010B12D6  call        dword ptr [eax]  //call the first function in the V-Table.

编辑： 你的问题实际上说明了一件很好的事情<代码>esi保存

此

。取消引用

此
如何给出V表？因为V-Table是多态对象内存中的第一个“变量”。因此，在汇编方面，
*this（）
实际上会生成对第一个函数的调用，
*（this+sizeof（void*））（）
调用V表中的第二个函数，依此类推

这很像是将您的类声明为

class A{
   VTABLE vtable;
   //rest of the variables.
}

这取决于编译器的智能性；也许它可以优化，也许不能。这也是一个实现细节——您更关心代码的整体性能，而不是像这样的具体细节。衡量您的绩效，并决定是否需要优化，如果需要，请确定您的方法

如果你真的关心这样的代码，你可以选择使用C++11关键字
final
，在循环外测试类型，而不是在循环内使用vtable dispatch。
很难优化函数的虚拟性。您无法在适当的编译时知道虚拟机不会有任何影响。只有在链接时间你才能弄清楚

更大的问题是，您甚至可能无法知道，因为您可能会动态加载实现另一个子类的共享库，该子类可能会覆盖虚拟函数

基本上，这种优化需要非常智能的链接时间优化，因为这可能是非常小的增益。
编译器无法优化此虚拟调用，因为导出的
vtable的符号在外部可见，并且可以在运行时使用共享对象和
LD\u PRELOAD
环境变量重写

我认为如果使用
-fvisibility=hidden
参数，它应该能够优化调用。
我更担心调用
new
。这甚至不会编译。请修复它。您必须将派生中的
Func（）
声明为虚拟，以便编译器知道它链接到基类中的
Func（）
。否则，它将只定义另一个函数，该函数将通过“名称隐藏”在基类中隐藏该函数，在派生对象上调用该函数时，该函数将按预期工作，但在基类对象上调用该函数将调用基类函数。幸运的是，您在这里声明它是纯虚拟的，所以它根本不会编译，因为您从未实现过它。它还需要一个返回类型。@RyanP在派生类中实现虚函数时，不需要使用
virtual
。@Q-bertsuit
derived:：Func（）
是虚函数，因为它重写了
Base:：Func（）
。从实现
Func（）
的
Derived
派生的类将实现一个虚拟的
Func（）
。您提到的这些障碍是实现细节。不可能不会发生，因为某些实现是以一种不可能的方式构造的
Derived:：Func（）
是空的，编译器知道，因此如果调用该函数，它将被跳过，
je
直接进入循环的开始，因此必须存在函数指针不指向
Derived:：Func（）
的情况，否则将不需要处理。这种情况下，符号被覆盖。优化仍然是次优的，因为它可以从循环中拉出，并且整个循环在函数指针等于
Derived:：Func（）
的情况下进行了优化。因此，您的论点是，因为此特定版本的GCC生成了该代码，所以没有更好的优化了？你猜怎么着？由于已知
base
指向一个
Derived
对象，并且
Derived:：base
不起任何作用，因此一致性实现可能只是跳过循环和所有
vtable
填充，然后从main返回（可能需要调用
操作符new
，但仅此而已），我的论点是代码是正确的，因为ELF标准允许重写符号，所以它确实需要在每次循环迭代中解析虚拟函数调用（因为被重写的
Derived:：func（）
可能会破坏对象并在其位置构造另一个对象），使用函数内联副本的优化取决于虚拟函数调用是否保持不变。使用ELF也是一个实现细节，其他编译器会生成其他类型的可执行文件。我的论点不是代码在任何方面都是错误的（它不是AFAICT）。我的论点是，由于基于实现细节的观察，您不能得出这样的优化是不可能的结论。在这个例子中，我们可以看到，它唯一可以观察到的行为是它退出并可能调用
操作符new
——一个符合性的实现允许只调用
操作符new（1000）
，并为此特定程序终止。
class A{
   VTABLE vtable;
   //rest of the variables.
}