How do multiple levels of inheritance affect virtual function call overhead in C++?

I am considering using a class hierarchy with more than a single level of inheritance, where virtual member functions form a “chain”, for example:

struct Base
{ virtual void foo(); };

struct D1 : Base
{ virtual void foo(); };

struct D2 : D1
{ void foo(); };

However I would like to know before using similar code in practice if this would cause additional dynamic dispatch overhead when calling trough a base class pointer. Consider the following example:

D2 instance;
D1* d1ptr = &instance;
Base* baseptr = &instance;

//normal function call to "D2::foo()", no dynamic dispatch.
instance.foo();
//virtual function call to "D2::foo()", one dynamic dispatch.
d1ptr.foo(); 
//virtual function call to "D2::foo()", does this incur additional
//..overhead compared to "d1ptr.foo()"?
baseptr.foo();

In your example, the depth of the inheritance tree does not affect performance. The reason is simple, every instance has its pointer to some vtable (containing function pointers), and a virtual function call goes just thru that vtable.

In other words, your code works like the following C code:

struct vtable {
   void (*fooptr) (struct D1*);
};

struct D1 {
   const struct vtable*vptr;
};

struct D2 {
   const struct vtable*vptr;
};

And e.g. baseptr->foo() is “transformed” at compilation time to baseptr->vptr.fooptr(baseptr) (and of course d1ptr->foo() is “transformed” to d1ptr->vptr.fooptr(d1ptr) etc…)

So the execution cost is the same: get the vtable, and call indirectly the function pointer inside. The cost remains the same even if you had a struct D4 subclass of struct D3 subclass of struct D2 subclass of struct D1. You could have a struct D99 with 99 inheritances and the execution cost would remain the same.

On some processors, any indirect call may be slower than a direct call, e.g. because of branch predictor cost.

The data of the vtable themselves is built at compilation time (as constant static data).

Things become a bit more complex with virtual inheritance and/or multiple inheritance

BTW, some C object frameworks (e.g. GObject from Gtk, or several data structures inside the Linux kernel) also provide their vtable (or class data). Pointing to a data structure containing function pointers is quite common (even in C). Read also about closures and you’ll see a relation with “vtables” (both closures and objects are mixing code with data).

Some C++ compilers (e.g. GCC) may provide devirtualization as an optimization technique.

8

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật