编译器何时可以将调用静态绑定到虚函数？

Question

如果类的类型在编译时已知（例如，如果类实例没有通过引用或指针使用，如中所示），我希望编译器能够静态解析对虚函数的函数调用案例 1) 下面)。

但是，我观察到 Visual Studio 2010 的 C++ 编译器有一个奇怪的行为，我想知道编译器是否有任何理由在类的实例时不将调用静态绑定到“正确的”虚函数带有虚函数的是结构中的成员，通过引用访问。

我是否应该期望编译器在下面的案例 2) 中静态绑定对 f() 的调用？即使a 是A 而不是A&，cr 的“参考”是否会以某种方式传播到 cr.a？

struct A
{
    virtual void f() ;
    virtual ~A() ;
};

struct B : A
{
    virtual void f() ;
    virtual ~B() ;
};

struct C {
    A a ;
    B b ;
};

C & GetACRef() ;

void test()
{
    // Case 1) The following calls to f() are statically bound i.e.
    // f() is called without looking up the virtual function ptr.
    C c ;  
    c.a.f() ;
    c.b.f() ;
    A a ;
    a.f() ;

    // Case 2) The following calls to f() go through the dynamic dispatching
    // virtual function lookup code. You can check if you generate the .asm
    // for this file.
    C & cr = GetACRef() ; // Note that C is not polymorphic
    cr.a.f() ; // visual C++ 2010 generates call to f using virtual dispatching
    cr.b.f() ; // visual C++ 2010 generates call to f using virtual dispatching  
}

Answer 1

显然编译器编写者并没有费心解决这个问题。也许它在实际代码中并不常见，不值得他们关注。

如果GetACRef 在别处定义，C 也有可能在那里是多态的，这可能会影响优化。

请注意，编译器并不能解决所有可能的情况，即小型测试程序对人类来说是“显而易见的”。编译器的重点是大型实际程序中经常发生的情况。

Answer 2

我不知道为什么 MSVC 不将您的“案例 2”场景编译为直接调用 - 这当然是可能的。我认为只有微软才能回答。

请注意，GCC 确实执行了您正在寻找的优化（使用 MinGW 4.5.1 和 -O2 测试）。

此外，MSVC 甚至在以下序列中也使用了 vtable 调度（为了清楚起见 - 我正在使用 /Ox 优化选项）：

A a;
A& ar(a);
ar.f();

因此，无需函数或容器结构为编译器添加潜在的混淆层 - 编译器没有理由不能在该序列中将 ar.f() 与 a.f() 完全相同。但正如 Bo Persson 所建议的那样，也许这不是一个非常常见的优化方案（或者 MS 根本没有解决这个问题）。同样，只有 MS 的编译器开发人员才能回答。

我不确定我是否会将这种行为归类为“奇怪” - 这是一个错过的优化机会。我不确定这种事情有多普遍。在这种情况下，您是否应该期望编译器生成静态绑定调用？也许。但我认为它没有发生也不足为奇。

也许应该在 MS Connect 上打开一个问题。