如果我在明确的情况下使用指针，编译器可以内联虚拟函数吗？

Question

我已经读过内联虚函数真的是无意义的吗？。但我仍然有一些疑问，并没有找到答案。

他们说 如果情况明确，编译器应该内联虚拟函数。

但是：

仅当编译器具有实际对象而不是对象的指针或引用时，才会发生这种情况。

那么，如果我有一个从

B

派生的

A

类（包含

virtual void doSth()

函数）并且我使用

B*

指针，而不是

A*

:

B* b = new B;

b->doSth();

1. 假设

   B

   没有任何子类。应该调用什么函数（在编译时）是相当明显的。所以内联是可以的。事实是这样吗？
2. 假设

   B

   有一些子类，但这些类没有自己的

   doSth()

   函数。因此编译器应该“知道”唯一要调用的函数是

   B::doSth()

   。我猜它不是内联的？

Answer 1

B

是否有派生类并不重要。在这种情况下，

b

指向

B

对象，以便编译器可以内联调用。

当然，任何像样的现代编译器都可以并且将会在您的情况下做到这一点。如果你不使用指针，事情就会变得容易得多。那么这并不是真正的“优化”。只需查看

.

运算符左侧的 AST 节点，您就可以省略虚拟调用，这一事实变得显而易见。但如果你使用指针，你需要跟踪被指针的动态类型。但现代编译器有能力做到这一点。

编辑：一些实验是有序的。

// main1.cpp
struct A {
  virtual void f();
};

struct B : A { 
  virtual void f();
};

void g() {
  A *a = new A;
  a->f();

  a = new B;
  a->f();
}

// clang -O2 -S -emit-llvm -o - main1.cpp | c++filt
// ...
define void @g()() {
  %1 = tail call noalias i8* @operator new(unsigned int)(i32 4)
  %2 = bitcast i8* %1 to %struct.A*
  %3 = bitcast i8* %1 to i32 (...)***
  store i32 (...)** bitcast (i8** getelementptr inbounds ([3 x i8*]* @vtable for A, i32 0, i32 2) to i32 (...)**), i32 (...)*** %3, align 4
  tail call void @A::f()(%struct.A* %2)
  %4 = tail call noalias i8* @operator new(unsigned int)(i32 4)
  %5 = bitcast i8* %4 to i32 (...)***
  store i32 (...)** bitcast (i8** getelementptr inbounds ([3 x i8*]* @vtable for B, i32 0, i32 2) to i32 (...)**), i32 (...)*** %5, align 4
  %tmp = bitcast i8* %4 to %struct.B*
  tail call void @B::f()(%struct.B* %tmp)
  ret void
}
// ...

可以看出，当

f

指向

a

和指向

A

时，clang 都会直接调用

B

。海湾合作委员会也这样做。

Answer 2

当 vtable 没有为调用取消引用时，可以内联虚拟成员函数。这可以通过对成员函数进行显式范围调用来完成。

class A
{
protected:

    int     a;
public:
    inline virtual void Func()
    {
        a = 0;
    }
};

class B : public A
{
public:
    inline virtual void Func()
    {
        a = 1;
    }
};

B   *obj = new B();

obj->Func();    //  Calls B::Func() through vtable;
obj->A::Func(); //  Inlines calls to A::Func();
obj->B::Func(); //  Inlines calls to B::Func();