가상 함수와 Vtable은 어떻게 C에서 다형성을 활성화합니까?

C에서 가상 함수 및 Vtable이 작동하는 방식

가상 함수는 객체 지향 프로그래밍의 기본 측면으로, 파생 클래스의 객체가 기본 클래스에서 상속된 메서드를 재정의합니다. 그런데 가상 함수는 표면 아래에서 어떻게 구현됩니까?

Vtable 구현

클래스가 가상 함수를 정의하면 컴파일러는 vtable( 가상 기능 테이블). 이 테이블은 해당 클래스의 모든 가상 함수에 대한 포인터를 저장합니다. 각 객체 인스턴스에는 해당 클래스의 vtable의 기본 주소를 가리키는 vptr(가상 포인터)이 있습니다.

Vtable 액세스 및 수정

액세스 또는 런타임에 vtable을 수정하는 것은 일반적으로 C에서 안전하지 않은 것으로 간주됩니다. 언어 정의는 vtable의 사용을 요구하지 않으며 구현마다 동작이 다를 수 있습니다. 대부분의 경우 vtable은 가상 함수가 있는 클래스에 대해서만 존재하며 직접 수정할 수 없습니다.

Vtable 및 추상 클래스

추상 클래스에는 순수 가상 함수가 있습니다. 파생 클래스에 의해 재정의되어야 합니다. 일부 구현에서는 추상 클래스의 vtable에 순수 가상 함수에 대한 NULL 함수 포인터가 포함될 수 있습니다. 이렇게 하면 추상 클래스에서 순수 가상 함수를 호출하면 정의되지 않은 동작이 발생하게 됩니다.

성능에 미치는 영향

가상 함수가 있으면 동적 필요로 인해 성능 오버헤드가 추가됩니다. 런타임에 바인딩. 이 오버헤드는 전체 클래스가 아닌 가상 함수 실행에만 영향을 미칩니다. 가상 기능을 재정의해도 실행 속도는 변경되지 않습니다. 그러나 파생 클래스에 대해 별도의 vtable을 생성하면 추가 공간 오버헤드가 발생할 수 있습니다.

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