如何使用GCC扩展来判断重载方法是否被覆盖

Question

这里解释了 gcc 提供了一个扩展，它接受一个指向对象的指针和一个指向虚拟方法的指针，并解决了动态分派的问题，给出了一个自由函数指针。我不清楚当虚拟函数重载时如何最好地做到这一点。我下面有一些示例代码。

科利鲁

#include <memory>
#include<iostream>
using namespace std;

struct B{ 
    virtual void f(){cout<<"b\n";}
    virtual void f() const {}//this makes things more interesting, can no longer use (F)&B::f, would need extra cast (F)(PTM)&B::f
    bool overridesf(){
        constexpr void (B::*ptm)()=&B::f;
        using PTM = decltype(ptm);
        using F = void (*)(B*);
        auto thisF = (F)(this->*ptm);
        auto notBaseF = (F)(PTM)&B::f;
        auto baseF = (F)(B().*ptm);//can simply use (F)&B::f when no overload is present
        B b;
        //below, all print b when `this` is a B
        thisF(this);//c when `this` is a C
        thisF(&b);//c when `this` is a C
        baseF(this);//b when `this` is a C
        baseF(&b);//b when `this` is a C
        notBaseF(this);//c when `this` is a C
        notBaseF(&b);//c when `this` is a C
        //return thisF!=notBaseF; //wrong: is false when this is a c
        return thisF!=baseF; //works correctly: true when this is a c
    }
};
struct C:B{
    void f()override{cout<<"c\n";}
};

int main() {
    auto b=make_unique<B>();
    cout<<b->overridesf()<<endl;
    b=make_unique<C>();
    cout<<b->overridesf();
}

我有兴趣查看一个对象是否覆盖了第一个非常量 

f

，并且我创建了一个函数

overridesf

来执行此操作。这个想法是在

this

上进行动态调度以获取函数指针 (

thisF

) 并将此函数指针与我们对已知不会覆盖 f 的对象进行动态调度时得到的结果进行比较 (

baseF

).事实上，如果

f

没有被重载，那么我们可以简单地通过表达式

baseF

得到

(F)&B::f

函数指针。然而，如果

f

被重载，这个表达式就会变得不明确，我们将不得不执行

(F)(PTM)&B::f

，其中 PTM 强制转换解决了重载的歧义。但是（我认为）表达式

(F)(PTM)&B::f

不是 PMF 常量的直接转换（因为中间转换），因此链接页面末尾有关直接转换的部分不适用，您需要一个对象（在我的例子中

B()

）。我有两个问题。首先有没有更好的方法来获得

baseF

？如果接口有许多纯虚函数，那么创建一个派生类来重写所有纯虚函数（但当然不是

f

）以构造一个对象以获得

baseF

会很烦人。另一个问题是

notBaseF

是怎么回事，它是由表达式

(F)(PTM)&B::f

定义的。据推测这是未定义的行为，但是有没有解释为什么

notBaseF(&b)

的行为是由

this

的动态类型决定的？

Answer 1

回顾

好的，据我了解，您希望节省访问 vtable（“动态调度”）的时间 - 以防函数未被覆盖。为了做到这一点，您将应用像

overridesf

中那样的动态方法 - 这将需要更多时间。

回答

没有任何方法（判断函数是否被覆盖）比 vtable 访问更快。我没有证据，但原因如下。如果这是正确的，那么这样的优化是不可能的。

为什么？

vtable 访问需要访问一个以上的间接地址 - 可能只是一个 CPU 周期。判断函数是否被覆盖的动态方法至少需要访问两个地址和一个比较。

一条出路

首先确定动态调度需要多少时间以及函数本身需要多少时间（净时间）以及优化是否值得。如果开销只有 10%，那么如果找到静态访问方法，您将获得 10% 的收益。

静态调度

如果静态调度的优化确实值得，那么不要使用动态方法，而应使用静态方法。利用调用者的知识，他们可能知道必须调用哪个函数。模板可以帮助实现这一目标。