在C++中，多态和虚函数提供了灵活的接口设计，但在性能敏感的场景下，虚函数调用带来的间接跳转和无法内联的问题可能成为瓶颈。为了提升性能，可以通过多种方式减少对虚函数的依赖或避免运行时多态的开销。
使用模板实现静态多态
通过模板和CRTP（Curiously Recurring Template Pattern），可以在编译期决定调用哪个函数，避免运行时的虚函数开销。
例如，使用CRTP替代虚函数：
template<typename T> class Shape { public: double area() const { return static_cast<const T*>(this)->computeArea(); } }; <p>class Circle : public Shape<Circle> { public: double computeArea() const { return 3.14 <em> radius </em> radius; } private: double radius = 1.0; };</p><p>class Square : public Shape<Square> { public: double computeArea() const { return side * side; } private: double side = 2.0; };</p>
这种方式在编译期解析调用，消除了虚表查找，同时允许函数内联，显著提升性能。
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
避免不必要的虚函数调用
不是所有接口都需要运行时多态。如果类的继承结构在编译期已知，可以考虑将函数设为非虚。
建议：
- 只在确实需要动态绑定时使用
virtual
- 避免在频繁调用的热路径中使用虚函数
- 用
final
关键字阻止不必要的重载，帮助编译器优化
使用函数指针或std::function替代虚函数表
在某些场景下，可以用对象聚合函数指针来代替继承和虚函数，减少虚表开销。
例如：
struct FastShape { double (*computeArea)(const void*); const void* data; };
这种方式牺牲了部分面向对象的便利性，但能更好控制内存布局和调用成本，适合高性能数值计算或游戏引擎中的关键路径。
考虑扁平化设计或值语义
使用值类型和标签联合（如
std::variant
）代替继承体系，可以避免虚函数和堆分配。
例如：
using ShapeVariant = std::variant<Circle, Square, Triangle>; <p>double computeArea(const ShapeVariant& s) { return std::visit([](const auto& shape) { return shape.area(); }, s); }</p>
std::visit
的调用在现代编译器中通常能被优化为直接跳转，比虚函数调用更高效。
基本上就这些。减少虚函数调用的核心思路是：尽可能把决策从运行时移到编译期，减少间接跳转，提升内联机会。根据具体场景选择模板、值语义或函数对象，能在保持代码清晰的同时显著提升性能。
评论（已关闭）
评论已关闭