Существуют ли несколько функций-членов, скомпилированных для каждого объекта C++?

Question

Я знаю, что когда мы создаем несколько объектов определенного типа, создаются несколько копий переменных-членов. Каждый объект имеет отдельный набор переменных-членов. Работает ли это так же с функциями-членами? Если в моем классе много функций, дублируются ли функции-члены для каждого создаваемого объекта? Каждый созданный объект имеет свой собственный набор функций-членов?

class demo {
  public:
    int height;
    int width;

    void setheight(int height)
    {
        this->height = height;
    }

    void getArea() const
    {
        return height * width;
    }

    // 100 more member functions.
};

Это всего лишь гипотетический пример, подтверждающий точку зрения о компиляторе C++. На самом деле это связано с тем, что я делаю в своем проекте. Предположим, у меня есть тип класса с несколькими переменными-членами, но с большим количеством функций-членов. Если я создам несколько объектов этого типа класса, будет ли у меня дублирование кода, при этом каждый объект будет иметь свою собственную копию функции-члена? В таком случае, было бы лучше для меня объявить функции как обычные автономные глобальные функции, которые вместо этого принимают объект в качестве параметра, чтобы избежать роста исполняемого файла?

Answer 1

Это просто деталь реализации (стандарт не требует ничего особенного), но практически все методы класса реализации по сути являются синтаксическим сахаром для "обычных", свободных функций, принимающих this как скрытый параметр¹. Итак, предложенная вами оптимизация - это то, что компилятор уже делает.

Для виртуальных методов задействованы некоторые дополнительные механизмы, поскольку каждый виртуальный метод обычно "стоит" один слот в виртуальной таблице класса (и всех его производных классов), но, опять же, это O(1), а не O(n) в количестве экземпляров.

---

1. В некоторых реализациях есть также разница в соглашении о вызовах, например, в x86 VC++ методы получают this в ecx вместо того, чтобы в стеке, как это было бы, если бы это была свободная функция с this в качестве первого параметра, но это не имеет значения для нашего обсуждения.