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我正在开发一个系统，它采用一组已编译的 .NET 程序集并发出 C++ 代码，然后可以将其编译到任何具有 C++ 编译器的平台。当然，这涉及到一些广泛的技巧，因为 .NET 做了 C++ 没有做的各种事情。

一种这样的情况是能够隐藏虚拟方法，例如 C# 中的以下内容：

class A
{
    virtual void MyMethod()
    { ... }
}

class B : A
{
    override void MyMethod()
    { ... }
}

class C : B
{
    new virtual void MyMethod()
    { ... }
}

class D : C
{
    override void MyMethod()
    { ... }
}

我想出了一个看起来很聪明并且确实有效的解决方案，如下例所示：

namespace impdetails
{
template<class by_type>
struct redef {};
}

struct A
{
    virtual void MyMethod( void );
};

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

struct C : B
{
    virtual void MyMethod( impdetails::redef<C> );
};

struct D : C
{
    virtual void MyMethod( impdetails::redef<D> );
};

当然，这确实需要所有调用站点C::MyMethod以及D::MyMethod构造和传递虚拟对象，如下例所示：

C *c_d = &d;
c_d->MyMethod( impdetails::redef<C>() );

我不担心这个额外的源代码开销；该系统的输出主要不用于人类消费。

不幸的是，事实证明这实际上会导致运行时开销。直观地，人们会期望因为impdetails::redef<>它是空的，所以它不会占用空间并且传递它不会涉及任何代码。

但是，出于我理解但不完全同意的原因，C++ 标准规定对象不能具有零大小。这给我们留下了编译器实际发出代码来创建和传递对象的情况。

事实上，至少在 VC2008 上，我发现它甚至会遇到将虚拟字节归零的麻烦，即使在发布版本中也是如此！我不知道为什么这是必要的，但这让我更不想这样做。

如果所有其他方法都失败了，我总是可以更改函数的实际名称，例如可能有MyMethod,MyMethod$1和MyMethod$2. 然而，这会导致更多的问题。例如，$实际上在 C++ 标识符中是不合法的（尽管我测试过的编译器允许这样做。）输出程序中完全可接受的标识符也可能是输入程序中的标识符，这表明需要更复杂的方法，使这成为一个不那么有吸引力的选择。

事实证明，在这个项目中还有其他情况下，能够使用任意类型参数修改方法签名会很好，类似于我将类型传递给impdetails::redef<>.

有没有其他聪明的方法来解决这个问题，还是我在每个呼叫站点增加开销或修改名称之间陷入困境？

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在考虑了系统的其他一些方面以及 .NET 中的接口之后，我开始认为甚至根本不使用 C++ 虚拟调用机制可能会更好——甚至可能或多或少有必要。我考虑得越多，使用这种机制就越混乱。

在这种方法中，每个用户对象类都将有一个单独的 vtable 结构（可能保存在单独的命名空间中，例如vtabletype::. 生成的类将有一个指针成员，该指针成员将通过一些技巧初始化以指向 vtable 的静态实例。虚拟调用将显式使用来自该 vtable 的成员指针。

如果做得好，这应该与编译器自己的实现具有相同的性能。我已经确认它在 VC2008 上确实如此。（相比之下，仅使用我之前计划的直接 C 语言可能不会表现得那么好，因为编译器通常会优化this到寄存器中。）

手动编写这样的代码会很糟糕，但当然这对生成器来说不是问题。这种方法在这个应用程序中确实有一些优点：

  • 因为它是一种更明确的方法，所以可以更加确定它正在执行 .NET 指定的关于newslot接口实现的选择以及它应该执行的操作。

  • 它可能比更传统的 C++ 接口方法更有效（取决于一些内部细节），后者往往会调用多重继承。

  • 在 .NET 中，对象在运行时被认为是完全构造的.ctor。这会影响虚函数的行为方式。有了对 vtable 的明确了解，这可以通过在分配期间将其写入来实现。（尽管将.ctor代码放入普通成员函数是另一种选择。）

  • 实现反射时可能会避免冗余数据。

  • 它提供了更好的对象布局控制和知识，这对垃圾收集器可能很有用。

不利的一面是，它完全失去了 C++ 编译器关于 vtable 条目的重载特性：这些条目是数据成员，而不是函数，因此没有重载。在这种情况下，只为成员编号（例如_0，_1...）会很诱人。这在调试时可能不是那么糟糕，因为一旦跟随指针，无论如何您都会看到一个实际的、正确命名的成员函数。

我想我最终可能会这样做，但无论如何我想听听是否有更好的选择，因为这无疑是一种相当复杂的方法（和问题）。

于 2013-11-10T11:40:08.990 回答