对象的每个实例的方法是否在内存中重复？如果是这样，这可以避免吗？答案

【问题标题】：Are methods duplicated in memory for every instance of an object? If so, can this be avoided?对象的每个实例的方法是否在内存中重复？如果是这样，这可以避免吗？
【发布时间】：2014-09-18 05:11:50
【问题描述】：

假设我有一个大量存在的对象，它存储的关于它自己的数据很少，但需要几个更大的函数来作用于它自己。

class Foo
{
public:
    bool is_dead();

private:
    float x, y, z;
    bool dead;
    void check_self();
    void update_self();
    void question_self();
};

我可以从编译器中得到什么行为 - 每个新的 Foo 对象会导致其方法的重复被复制到内存中吗？

如果是，管理特定类的（类私有） 函数同时避免重复有哪些好的选择？

如果没有，你能详细说明一下吗？

【问题讨论】：

不，它们不是重复的。为什么你会有其他想法？会有什么好处？ @Arusekk 使用 static 或 const 为什么？
我不得不说我对我的问题收到的反对票（并且可能会自动删除）感到失望。我用谷歌搜索但没有找到任何关于“vtables”的信息。爱好者不会通过阅读关于语言背后基本概念的厚书来接触 C++。他们从简单的例子开始，随着时间的推移消除他们的误解。吸取教训，我以后会坚持使用用户论坛。
说真的，伙计们，你们为什么对这样的事情投反对票？仅仅因为作者可能是通过这些信息来的吗？他有一点，不是每个人都有兴趣阅读语言规范。毕竟，它没有那么有趣。 SO变成了多么不友好的地方。
虽然我没有投反对票，但也许其中一些是因为之前已经提出和回答过这类问题。例如，当谷歌搜索问题标题的第一句话时，第一个结果是stackoverflow.com/questions/648647/…

标签： c++ class methods shared

【解决方案1】：

C++ 方法只是简单的函数（有一个关于 this 的约定，这通常成为隐式的第一个参数）。

函数大多是机器代码，从某个特定地址开始。调用函数只需要起始地址。

所以对象（或它们的 vtable）最多需要被调用函数的地址。

当然，函数会占据一些位置（在文本段中）。

但对象不需要额外的空间来执行该功能。如果函数不是虚拟的，则 每个对象 不需要额外的空间。如果函数是虚拟的，则该对象有一个单个 vtable（每个虚拟类）。通常，每个对象都有指向 vtable 的指针作为其第一个字段。这意味着在 x86-64/Linux 上每个对象 8 个字节。每个对象（假设为单继承）都有一个 vtable 指针，与virtual functions 的数量或代码大小无关。

^{如果您在多个超类中使用虚拟方法有多个（可能是虚拟的）继承，则每个实例都需要多个 vtable 指针。}

因此对于您的 Foo 示例，没有 virtual 函数（并且没有包含其中一些函数的超类），因此 Foo 的实例不包含 vtable 指针。

如果您向Foo 添加一个（或数百个）虚函数（那么您应该有一个虚析构函数，请参阅rule of three in C++），每个实例都会有一个vtable 指针。

如果您想要特定于实例的行为（因此实例 a 和 b 可能有不同的行为）不为此使用类机制，您需要一些成员函数指针 (在 C++03 中）或（在 C++11 中）一些 std::function（可能是匿名的 closures）。当然，它们在每个实例中都需要空间。

顺便说一句，要知道某个类型或类的大小，请使用sizeof ....（如果相关，它确实包括 vtable[s] 指针[s]）。

【讨论】：

我明白了。所以编译器知道 - 与（非静态）成员变量不同 - 方法不需要存储不止一次。谢谢！

【解决方案2】：

方法存在于程序中的每个类，而不是每个对象。尝试阅读一些有关 c++ 的好书，以了解有关语言的简单事实。

【讨论】：