为什么是C++继承机制不透明的?

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/1415779

题

为什么，例如，没有语言支持审查有虚表?为什么我不能替换成员的功能有一个新的？我有一个感觉，即有办法把这些功能良好的使用。

是否有任何其他语言，请允许我做这样的事情？

有帮助吗？

解决方案

主要原因是保持vtable作为实现细节允许任何具体实现在其认为合适时优化它;这意味着它可以例如如果可以证明对给定方法（或所有方法）没有虚拟调用，则完全修剪甚至消除vtable。或者它可以用if-else类型检查替换vtable调度，例如，它看到只有少数几种选择（这可能是有利的，因为分支预测在这种情况下会起作用，但不适用于vtable，也因为if-else分支可以内联）。它可以对vtable中的方法进行重新排序，使得最常见的方法更早出现，或者使那些通常被称为一个接一个的方法填充vtable中的相邻插槽以利用缓存。等等等等。当然，所有这些实现也会使vtable布局完全不可预测，因此如果要（通过语言规范）将其暴露给实现，则无用。

同样，vtable并不像听起来那么简单。例如，编译器通常必须生成thunk以修复此指针以获取此类虚拟继承，或者将多重继承与协变返回类型相结合。这又是没有“单一最佳方式”的东西。要做到这一点（这就是为什么不同的编译器以不同的方式做到这一点），并将其标准化将有效地要求以特定的方式解决。

那就是说，“vtable切换”。如果作为更高级别的构造公开，那么它是一种潜在有用的技术（因此仍然可以进行优化）。例如，请参阅UnrealScript，它允许为类定义几个状态（一个默认值，其他命名），并覆盖命名状态中的一些方法。派生类可以覆盖现有状态中的更多方法，或者添加它们自己的状态并覆盖它们。此外，状态可以扩展其他状态（因此，如果某个方法没有被覆盖特定状态，则它会回退到“父”状态，依此类推，直到链达到默认状态）。对于演员建模（游戏本质上是这样），这一切都很有意义，这就是UnrealScript拥有它的原因。所有这一切的明显有效的实现机制是vtable切换，每个状态都有一个单独的vtable。

其他提示

因为它是编译器的实现细节。该实现可能会发生变化，任何依赖它的代码都会变得脆弱。

C ++是一种你永远不会“付钱”你不使用的语言。这种运行时支持与这种哲学背道而驰。

有很多语言（在频谱的更动态的一端）支持它。

因为它不必作为 VTable 实现，尽管通常是这种情况。简而言之，C ++中没有 VTable 这样的东西！

JavaScript，Python和Ruby都可以做到这一点。在这些语言中，类和实例定义在运行时是可变的。抽象地说，每个对象和类型都是可以检查和更新的成员变量和方法的字典。

这在C ++中是不可能的，因为它需要能够重写生成的二进制代码，这可能会带来很大的性能成本。

Vtable仅在某些编译器的某些情况下存在（即它们未在标准中指定，而是实现细节）。即使它们确实存在，它们也只在您拥有虚函数并且需要间接实现多态时才会发生。如果不需要，可以优化它们，从而节省呼叫间接的开销。

可悲的是（或者，根据你对此事的看法;-)，C ++并不是为了支持猴子补丁而设计的。在某些情况下（例如COM），vtable是实现的一部分，您可能能够在幕后捅。但是，永远不会支持或移植它。

我相信你可以在像Python这样的动态语言中做类似的事情：

>>> class X():
...     def bar(self): print "bar"
...     
>>> x = X()
>>> x.bar()
bar
>>> def foo(x): print "foo"
... 
>>> X.bar = foo
>>> x.bar()
foo

与C ++这样的静态语言的区别在于解释器在运行时查找所有名称，然后决定要做什么。

在C ++中，可能有其他解决方案来“将成员函数替换为另一个成员函数”。问题，最简单的可能是使用函数指针：

#include <iostream>

class X;
typedef void (*foo_func)(const X&);

void foo(const X&) { std::cout << "foo\n"; }
void bar(const X&) { std::cout << "bar\n"; }

class X
{
    foo_func f;
public:
    X(): f(foo) {}
    void foobar() { f(*this); }
    void switch_function(foo_func new_foo) { f = new_foo; }
};

int main()
{
    X x;
    x.foobar();
    x.switch_function(bar);
    x.foobar();
}

（foo和bar不使用X＆amp;参数，在本例中，类似于Python示例）

我正在研究一种静态编译的语言，它暴露了vtable，并且相信我有点像头发。

  • 你可以做任何事情在C++，你可以在直C与一个小小的苦劳。
  • 任何温和的和合理的C节应当汇编在C++。

也许你想要的是要实现自己的vtable都从没有使用C++'s built-in设施。你会有很多的乐趣，与针对成员的职能(ptmf的)!

你会有麻烦找一个编译的语言有虚表的内省，因为还有一点需求，这是不容易实现。对解释性语言，但是，这种情况是周围的其他方法。

  

还有其他语言吗？   那里允许我这样做   东西？

Objective-C（以及Objective-C ++）允许运行时替换已编译的方法。它可以是静态和动态技术的最佳组合，也可以是最糟糕的组合，具体取决于您的要求。

正如其他人所指出的，没有“vtable”的概念。在C ++标准中，因为它只是一种几乎普遍的实现技术，就像名称修改一样。

如果您正在寻找能够以编译语言动态重新定义函数，您可能会对Common Lisp感兴趣。必须有其他语言，但我能想到的唯一其他语言要么具有静态继承和功能，要么在性能上花费很大的代价。

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