Les tables et pointeurs virtuels sont-ils le seul moyen d'implémenter la répartition de fonctions virtuelles en C ?

Implémentations alternatives de répartition de fonctions virtuelles : au-delà des pointeurs et des tables virtuels

Le concept d'appels de fonctions virtuelles en C est la pierre angulaire de la liaison dynamique, permettre aux objets d'invoquer des comportements polymorphes en fonction de leur type réel au moment de l'exécution. Bien que le mécanisme de pointeur virtuel et de table virtuelle soit une approche largement adoptée pour implémenter des appels de fonctions virtuelles, ce n’est pas la seule option. Cet article explore des implémentations alternatives et remet en question leurs hypothèses.

Q1 : Implémentations alternatives aux tables et pointeurs virtuels

Contrairement à la croyance populaire, les compilateurs peuvent en effet implémenter la répartition de fonctions virtuelles via méthodes autres que les tables virtuelles et les pointeurs. Un tel exemple est la méthode des « pointeurs dans l'objet », dans laquelle chaque objet stocke un pointeur direct vers sa table de fonctions virtuelles dans sa propre mémoire. Cette approche peut améliorer l'efficacité des objets avec des arbres d'héritage complexes ou de grands tableaux.

Q2 : Taille des fonctions virtuelles et des pointeurs virtuels

L'affirmation selon laquelle la taille de n'importe quelle classe contenant même une seule fonction virtuelle sera toujours égale à la taille d'un pointeur (le pointeur virtuel) n'est pas nécessairement vrai pour tous les compilateurs. Des implémentations alternatives, telles que la méthode des « pointeurs dans l'objet » susmentionnée, peuvent allouer des pointeurs de fonctions virtuelles au sein de l'objet lui-même, ce qui entraîne des tailles de valeurs différentes.

Discussion

L'utilisation de pointeurs et de tables virtuels pour la répartition de fonctions virtuelles présente certaines limites. Par exemple, cela peut entraîner une génération de code verbeux et inefficace pour les objets dotés de structures d’héritage complexes. De plus, la nécessité de maintenir des tables virtuelles distinctes pour chaque classe peut entraîner une consommation excessive de mémoire.

L'exploration d'implémentations alternatives nous permet d'envisager des solutions qui répondent à ces inefficacités. Par exemple, une table de mappage qui associe les adresses d'objets à leurs métadonnées correspondantes, telles que les pointeurs de fonctions virtuelles, peut potentiellement réduire la surcharge de stockage et améliorer les performances des tableaux.

Bien que les pointeurs de table virtuelle restent l'implémentation dominante dans les compilateurs C, il est important de reconnaître l’existence d’approches alternatives. Ces alternatives peuvent fournir différents compromis en termes d'efficacité, d'utilisation de la mémoire et de complexité, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles innovations dans les mécanismes de répartition des fonctions virtuelles.

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