C++에서 가상 포인터는 어떻게 구현됩니까?

C++의 가상 포인터 메커니즘은 클래스의 멤버 함수를 가리키는 함수 포인터가 포함된 가상 테이블을 통해 구현됩니다. 기본 클래스 포인터가 파생 클래스 개체를 가리키는 경우 가상 포인터는 컴파일러에서 올바른 가상 함수를 찾아 호출하는 데 사용되는 가상 테이블 주소를 저장합니다. 이 메커니즘은 다형성을 허용합니다. 즉, 기본 클래스 포인터를 사용하여 파생 클래스 개체를 작동함으로써 코드의 유지 관리성과 확장성을 향상시킵니다. 그러나 메모리 오버헤드가 증가하고 성능이 저하됩니다.

C++에서 가상 포인터 구현 메커니즘

가상 포인터는 객체 지향 프로그래밍에서 다형성을 달성하는 핵심 메커니즘입니다. 기본 클래스 포인터가 파생 클래스의 개체를 가리키고 파생 클래스의 메서드를 호출할 수 있습니다.

가상 테이블

C++의 가상 메커니즘은 가상 테이블을 통해 구현됩니다. 모든 클래스에는 함수 포인터를 포함하는 배열인 vtable이 있습니다. 가상 테이블의 함수 포인터는 클래스의 멤버 함수를 가리킵니다.

가상 함수

가상 함수는 가상 테이블이 있는 함수입니다. 기본 클래스 포인터가 파생 클래스의 개체를 가리키는 경우 컴파일러는 vtable을 사용하여 호출할 올바른 메서드를 찾습니다.

가상 포인터

가상 포인터는 가상 테이블의 주소를 저장하는 포인터입니다. 컴파일러는 가상 함수를 실행해야 할 때 가상 포인터를 사용하여 vtable을 찾습니다.

실용 예제

다음 코드를 고려하세요.

class Shape {
public:
    virtual double area() = 0;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    double width;
    double height;
    
    double area() override {
        return width * height;
    }
};

class Circle : public Shape {
public:
    double radius;
    
    double area() override {
        return 3.14 * radius * radius;
    }
};

int main() {
    Shape* shapes[] = {new Rectangle(5, 10), new Circle(5)};
    for (Shape* shape : shapes) {
        cout << "Area: " << shape->area() << endl;
    }
    return 0;
}

이 예제에서는 호출할 올바른 버전을 찾기 위해 가상 포인터를 사용합니다. area() 函数是虚函数。当编译器在主函数中调用 area()

구현 세부정보

가상 포인터와 가상 테이블은 일반적으로 컴파일 타임에 컴파일러에 의해 생성됩니다. 가상 포인터는 일반적으로 개체의 시작 부분에 저장되는 반면 가상 테이블은 전역 데이터 세그먼트에 저장됩니다.

장점

다형성을 허용합니다. 즉, 기본 클래스 포인터를 사용하여 파생 클래스 객체를 조작하는 것입니다.
• 코드의 유지 관리성과 확장성을 향상시킵니다.
• 유형 변환의 오버헤드를 피하세요.

단점

각 클래스에 가상 테이블이 있기 때문에 메모리 오버헤드가 증가합니다.
• 컴파일러는 가상 함수를 실행할 때 추가 조회를 수행해야 하므로 성능이 저하될 수 있습니다.

위 내용은 C++에서 가상 포인터는 어떻게 구현됩니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!