c++ - 编译器如何实现 C++ 继承？

Question

C++ 支持继承。

但是它是如何在编译器中实现的呢？

编译器是否将所有实现从父级复制并粘贴到子级？

Answer 1

就像成员变量一样，基类导致子对象嵌入到派生类的所有实例中。基类的成员函数不会为派生类复制，而是在与基类对应的这个子对象上调用它们。

编译器知道该子对象相对于完整对象的位置，并将在指向派生和基址的指针（或引用）之间存在强制转换（可能是隐式）的任何地方插入指针算术。这包括this传递给基类型成员函数的隐藏指针参数。

虚拟继承有点棘手，因为偏移量可能会根据派生最多的类型而有所不同。在这种情况下，编译器需要将偏移量作为变量存储在类实例中，以便在运行时查找它（就像指向虚拟成员函数的指针一样，可能涉及另一层间接以节省空间）。

Answer 2

非常简化，如果我们谈论的是这样的事情：

class A 
{
    public:
       int func1() { do something; }
       int func2() { do something; }
 };

class B : public A
{
    public:
       int func2() { do somethign else; }
};

B b;

b.func1();

那么编译器内部会发生这样的事情（请记住，这是非常简化的，我敢肯定，真正的编译器代码会复杂得多）：

 ... fname = "func1" from the source code ... 
 ... object = "b"; 
function fn;
while (!(fn = find_func(object, fname)))  
   object = parent_object(object);
if (fn)
  produce_call(fn); 
else
  print_error_not_found(fname);

如果我们谈论的是虚函数，那么编译器会生成一个表，其中保存着各个虚函数的地址，并为每个类生成该表，基于类似的“查找该类中存在的函数”的原理或其父母之一）。

[在上面，我忽略了一个类可以有多个“父”类的事实——它不会改变事情的工作方式，只是代码必须维护一个“更多类”的列表或数组同一水平”]