6、对象大小与编译策略的影响

对象大小与编译策略的影响

1. 引言

面向对象编程（OOP）语言的实现面临诸多挑战，其中之一便是如何有效地处理多重继承（MI）和动态分派。为了支持这些特性，编译器通常会在对象中生成额外的数据字段，如虚函数表指针（vptrs）和虚拟基类指针（vbptrs）。这些额外字段虽然增强了对象的多态性，但也增加了对象的内存开销。本篇文章探讨了不同编译策略对对象大小的影响，尤其是如何通过优化技术减少这些开销。

2. 编译策略概述

2.1 分别编译与整个程序分析

在面向对象编程中，编译策略的选择直接影响对象的大小。主要的编译策略包括：

• 分别编译（Separate Compilation, SEP） ：每个类单独编译，编译器无法访问整个继承层次结构。这会导致编译器在处理多重继承时，倾向于将所有继承链接视为虚拟继承，从而生成更多的编译器生成字段。
• 整个程序分析（Whole Program Analysis, WHO） ：编译器可以访问整个程序的继承层次结构，从而更精确地判断哪些继承链接是虚拟的，哪些是非虚拟的。这可以显著减少不必要的编译器生成字段。

2.2 用户注释

在C++中，程序员可以通过注释（如 virtual 关键字）来区分虚拟和非虚拟继承。然而，这种做法可能会导致过度使用虚拟继承，因为程序员往往出于保守考虑，倾向于选择虚拟继承以应对未来可能的代码演化。

3. 编译策略对对象大小的影响

3.1 数据库