获取指向虚方法的指针？

Question

我有一个函数需要在循环中多次调用虚方法，并希望有一种方法可以避免每次查找虚表的开销。我想也许获得一个指向该方法的指针是解决这个问题的好方法。下面的代码显示了我正在尝试做的事情，问题是Derived 中的方法地址无法分配给Base 成员函数指针。

class Base
{
    public:

    typedef float ( Base::*MFP )( float const & x ) const;

    virtual MFP getMFP( void ) const = 0;

    virtual float function( float const & x ) const = 0;
};

class Derived : public Base
{
    public:

    virtual MFP getMFP( void ) const
    {
        return &Derived::function;
    }

    virtual float function( float const & x ) const
    {
        return x * x;
    }
};

class Other
{
    public:

    float calculate( float const & x, Base * pBase ) const
    {
        Base::MFP function = pBase->getMFP();
        return ( ( *pBase ).*( function ) )( x );
    }
};

有没有办法做我想做的事情？

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编辑：

对于仍然感兴趣的人，我对我的代码进行了定时测试。结果发现动态调度只使我的计算方法减慢了 0.004%，所以几乎没有。使用经过全面优化的 MSVC 2010 编译。

Answer 1

您的想法是基于一个错误的假设，即创建此类指针将使 VMT 访问脱离循环（即执行一次，而不是在循环中重复执行）。

在 C++ 语言中，通过“指向成员函数”类型的指针（恰好绑定到 虚拟 成员函数）的指针调用总是在调用时被解析 ，不是在初始化的时候。这意味着即使你创建了这样一个指针，它也不会优化任何东西。 循环中的每个调用仍将执行对 VMT 的全面访问，就像没有任何指针一样。

在 C++ 中，没有办法在初始化时强制这样一个指针指向一个 特定 版本的虚函数。 C++ 语言根本就没有这样的特性。

Answer 2

不要这样做。处理器有很深的管道，编译器几乎肯定已经缓存了函数指针。你可以通过一些努力做到这一点。但我保证在任何不到 10 年的编译器上，这不会有任何区别。

Answer 3

我会避免过早的优化，直到它成为一个问题；然后，只有在你分析了你的代码之后，你才会进行更改。首先争取可维护性和可扩展性，如果您仍然遇到性能问题，请考虑重构。在此示例中，查找的开销非常小。

我宁愿查看可读的代码，也不愿查看性能提升 5% 但需要我一整天才能弄清楚它在做什么的代码。

Answer 4

如果您确定 for 循环中的对象是 Derived，则最简单的方法是强制转换。

void foo(float);
Base* pObject;
//...
//If you know with certainty that the object is a Derived
Derived& der = *static_cast<Derived*>(object)
for(float x : floatContainer)
{
     foo(der.function(x));
}

这意味着您将只调用Derived 的vtable，这可能会更快，具体取决于从Derived 派生的类的数量。如果你只能保证这个类是Base，那么你在上面的问题中写的基本上是一个vtable，除了比编译器产生的任何东西都要慢得多。您可能听说过 vtables 很慢，与原始 C 指针和函数相比也许确实如此，但我几乎可以完全保证它足够快以满足您的需求。