确定性时的虚函数开销 (c++)

我知道虚拟函数本质上是包含在 vtable 中的函数指针，这使得多态调用由于间接等原因而变慢。 但我想知道当调用是确定性时编译器的优化。 我所说的确定性是指以下情况：

1. 该对象是一个值而不是引用，因此不可能存在多态性：

struct Foo
{
    virtual void DoSomething(){....}
};

int main()
{
    Foo myfoo;
    myfoo.DoSemthing();
    return 0;
}

2. 参考的是无子类：

struct Foo
{
    virtual void DoSomething();
};
struct Bar : public Foo
{
   virtual void DoSomething();
};

int main()
{
    Foo* a = new Foo();
    a->DoSomething(); //Overhead ? a doesn't seem to be able to change nature.

    Foo* b = new Bar();
    b->DoSomething(); //Overhead ? It's a polymorphic call, but b's nature is deterministic.

    Bar* c = new Bar();
    c->DoSomething(); //Overhead ? It is NOT possible to have an other version of the method than Bar::DoSomething
    return 0;
}

在第一种情况下，这不会是虚拟调用。编译器将直接发出调用Foo::DoSomething().

第二种情况则更为复杂。其一，它至多是一种链接时间优化，因为对于特定的翻译单元，编译器不知道还有谁可以继承该类。您遇到的另一个问题是共享库，它也可能在您的可执行文件不知道任何情况的情况下继承。

不过，一般来说，这是一种编译器优化，称为消除虚函数调用, or 去虚拟化，并且是一个活跃的研究领域。有些编译器在某种程度上做到了这一点，而另一些编译器则根本不这样做。

请参阅，在 GCC (g++) 中，-fdevirtualize and -fdevirtualize-speculatively。这些名字暗示了质量的保证水平。