非虚拟派生：我真正从编译器得到什么？

Question

我想知道使用非虚拟派生时编译器会产生什么：

template< unsigned int D >
class Point
{
     int[D];
    // No virtual function
    // ...
};
class Point2 : public Point<2> {};
class Point3 : public Point<3> {};

这里的派生仅意味着编译时检查吗？或者还有其他开销吗？

我注意到我的编译器在使用 Point2 或直接使用 Point<2> 时会生成相同大小的对象。我推断推导不会产生虚函数表，因此，不会进行任何虚拟调用。

我错过了什么吗？

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上下文

我想为给定的类模板提供几个预定义的专业化。我从 typedef 开始：

template< unsigned int D >
class Point
{
     int[D];
};
typedef Point<2> Point2;
typedef Point<3> Point3;

唉，这会阻止客户端使用“简单”的前向声明：

// No #include <Point.h>
class Point2;    // 'Point2': redefinition; different basic types
class Point3;    // 'Point3': redefinition; different basic types

然后必须编写这段相当不直观的代码：

// No #include <Point.h>
template< unsigned int > class Point;
typedef Point<2> Point2;
typedef Point<3> Point3;

这就是我放弃 typedef 并使用非虚拟派生的原因。尽管如此，我还是想知道其中的含义是什么。

（另一种策略是在专用头文件中编写一次前向声明，就像 #include 一样。）

Answer 1

好吧，看起来到目前为止没有人给你一个实际的答案：

不，非虚拟推导没有任何开销。
编译器不必创建 vtable，也没有虚拟函数调用，一切都很好。
它通常通过将基类的实例放置在派生类的开头来实现，这样指向派生类的指针也可以被视为指向基类的指针。然后一切就会正常工作。

当然，构造函数调用必须被转发，但它们通常会被内联，从而也消除了这种开销。

但是，如果您使用多个基类，则可能会引入一点点开销（取决于编译器如何实现它）。可能不多（this 指针必须不时调整），但理论上，它是存在的。

Answer 2

我真的不明白这里使用 typedef 有什么问题。这就是 typedef 的目的。我相信在命名空间中工作时存在一些限制，但看起来您并没有在这里这样做。看到这样的内容很常见：

General.h

#include <map>
#include <string>

class MyObj1;
class MyObj2;

typedef map< string, MyObj1 > MyObj1Map;
typedef map< string, MyObj2 > MyObj2Map;

然后您可以将其包含在源代码中，尽管您必须记住包含 MyObj1 的定义和MyObj2 编译器需要知道大小（即声明中的引用和指针除外）。

Answer 3

由于以下原因，我总是使用前向声明（typedef 声明）；

1. 继承是泛型的替代方案。

Answer 4

继承的问题是你必须重新定义构造函数。

标准解决方案（我不明白您为什么不想要它）是一个专用标头：

// File PointFwd.h
#ifndef POINT_FWD_H
#define POINT_FWD_H 1

template <unsigned> class Point;

typedef Point<2> Point2;
typedef Point<3> Point3;

#endif

您的客户只需包含 "PointFwd.h" 即可转发声明他们想要的内容。