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 内联虚拟函数真的毫无意义吗？ 。但我仍然有一些疑问，并没有找到答案。

他们说，如果情况不明确，编译器应该内联虚拟函数。

然而：

只有当编译器拥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 A 派生的 B 类（包含一个 virtual void doSth() 函数）并且我使用 < code>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()。我猜它没有内联？

Answer 1

B 是否具有任何派生类并不重要。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，这一事实就变得显而易见。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 a 指向 A 和指向 B 时，clang 都会直接调用 f。海湾合作委员会也这样做。

Answer 2

当 vtable 未针对调用取消引用时，可以内联虚拟成员函数。这可以通过对成员函数进行显式作用域调用来完成。

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();