define ATL_NO_VTABLE __declspec(novtable)
#define ATL_NO_VTABLE __declspec(novtable)
以下是对 #define ATL_NO_VTABLE __declspec(novtable)
这行代码的详细解释:
整体功能概述
这行代码是一个宏定义,在使用 ATL(Active Template Library,活动模板库,常用于开发 COM 组件等相关应用)的 C++ 编程环境中较为常见。它将 ATL_NO_VTABLE
这个宏定义为 __declspec(novtable)
,本质上是利用了 Visual C++ 编译器提供的 __declspec
特性来实现特定的类相关的优化和功能控制,主要与虚函数表(VTable)相关,目的是减小可执行文件的大小以及提高程序的加载和运行效率等。
__declspec(novtable)
特性介绍
- 含义与作用:
__declspec(novtable)
是 Visual C++ 编译器支持的一种声明修饰符,用于告诉编译器不要为某个类生成虚函数表(VTable)指针。在 C++ 中,当一个类包含虚函数时,编译器通常会为该类创建一个虚函数表,这个表存储了类中所有虚函数的地址,并且类的每个对象都会包含一个指向这个虚函数表的指针(通常称为vptr
),用于在运行时实现动态多态性(通过这个指针找到对应的虚函数并调用)。然而,在某些情况下,比如一些抽象基类(只包含纯虚函数的类,本身不能被实例化),如果编译器提前为其生成虚函数表,而实际上这个类在运行时并不会直接被实例化使用,那么生成这个虚函数表就会占用不必要的内存空间,并且增加可执行文件的大小。 - 应用场景举例:
假设我们有一个抽象基类AbstractBaseClass
,它只定义了纯虚函数,如下所示:
class AbstractBaseClass
{
public:
virtual void PureVirtualFunction() = 0;
};
如果我们确定这个类只会被用作基类,供其他派生类继承并实现其纯虚函数,而本身不会被实例化,那么可以使用 __declspec(novtable)
来修饰这个类,像这样:
class ATL_NO_VTABLE AbstractBaseClass
{
public:
virtual void PureVirtualFunction() = 0;
};
通过这样的修饰,编译器就不会为 AbstractBaseClass
生成虚函数表,节省了内存和可执行文件的空间,同时也在一定程度上提高了程序的加载和运行效率,因为避免了不必要的虚函数表初始化等操作。
宏定义的意义
在 ATL 库的开发中,定义 #define ATL_NO_VTABLE __declspec(novtable)
这个宏后,开发者就可以方便地使用 ATL_NO_VTABLE
这个更简洁、易读的宏名称来修饰相应的类,而不用每次都写 __declspec(novtable)
,使得代码在涉及到需要控制虚函数表生成的情况时,更具可读性和一致性。例如,在 ATL 开发 COM 组件时,很多接口类(继承自 IUnknown
等基础接口的抽象接口类)都适合使用这种方式来避免不必要的虚函数表生成,只需要在类定义前加上 ATL_NO_VTABLE
宏即可,符合代码的简洁性和高效性要求。
总之,#define ATL_NO_VTABLE __declspec(novtable)
这个宏定义在 ATL 相关的 C++ 编程中是一种用于优化类的虚函数表生成机制,提升程序性能和减小文件大小的重要手段。
这个虚函数表生成是在什么时候生成? 是在实例化的时候还是类编译的时候?
-
虚函数表(VTable)的生成时间
- 虚函数表是在编译时期生成的。当编译器处理一个包含虚函数的类定义时,它会构建虚函数表。这个过程涉及分析类中的虚函数声明,确定每个虚函数的地址,并将这些地址按照一定的顺序组织到一个表格中,这个表格就是虚函数表。
- 例如,对于一个简单的类
class MyClass { virtual void func1(); virtual void func2(); };
,编译器在编译这个类的定义时,会为func1
和func2
这两个虚函数分配内存地址(在代码段中),然后将这些地址按照一定顺序(通常与虚函数声明的顺序有关)放入一个虚函数表中。
-
对象中的虚函数表指针(vptr)初始化时间
- 而对象中的虚函数表指针(vptr)是在对象实例化时初始化的。当创建一个类的对象时,编译器会在对象的内存布局中插入一个虚函数表指针(vptr),并将其指向该类对应的虚函数表。
- 以
MyClass
为例,当执行MyClass obj;
这样的语句来实例化一个对象时,编译器会在obj
的内存空间中设置一个vptr
,使其指向MyClass
类对应的虚函数表。这样,当通过对象调用虚函数时,就可以通过这个vptr
找到对应的虚函数表,进而找到并调用正确的虚函数。
-
__declspec(novtable)
的影响- 当使用
__declspec(novtable)
(如通过ATL_NO_VTABLE
宏)修饰一个类时,编译器在编译这个类的定义时,就不会为其生成虚函数表。这是因为编译器认为这样的类(通常是抽象基类)不会被直接实例化,所以不需要为其准备虚函数表。只有当派生类继承了这个被修饰的类并且需要使用虚函数表来实现多态性时,编译器才会为派生类生成虚函数表,并且将派生类自己的虚函数地址(包括重写基类虚函数的地址)放入这个虚函数表中。
- 当使用
class ATL_NO_VTABLE CAutoEventReceiver :public 基类
- 关于
ATL_NO_VTABLE
和虚函数表的生成- 当
CAutoEventReceiver
类被定义为class ATL_NO_VTABLE CAutoEventReceiver
时,在编译这个类时,编译器不会为它生成虚函数表。这是因为ATL_NO_VTABLE
(定义为__declspec(novtable)
)告诉编译器这个类被认为是不会直接被实例化用于调用虚函数的情况,这样可以节省编译时生成虚函数表的开销。
- 当
- 多态特性的实现
- 尽管
CAutoEventReceiver
类本身在编译时没有虚函数表,但它的多态特性仍然可以通过派生类来实现。当有一个派生类从CAutoEventReceiver
继承并且这个派生类被实例化时,编译器会为派生类生成虚函数表。 - 这个虚函数表会包含从
CAutoEventReceiver
继承的虚函数以及派生类自己的虚函数(如果有的话)的地址。在运行时,通过派生类对象的虚函数表指针(vptr),可以根据对象的实际类型(是CAutoEventReceiver
的派生类类型)来调用正确的虚函数,从而实现多态性。 - 例如,如果有一个派生类
DerivedClass
继承自CAutoEventReceiver
,并且DerivedClass
重写了CAutoEventReceiver
中的某个虚函数,当DerivedClass
的对象调用这个虚函数时,运行时系统会根据DerivedClass
对象的虚函数表找到并执行DerivedClass
版本的虚函数,实现多态行为。
- 尽管