虛繼承之單繼承的記憶體布局

2021-05-07 14:58:34 字數 1417 閱讀 2879

c++2.0以後全面支援虛函式與虛繼承,這兩個特性的引入為c++增強了不少功能,也引入了不少煩惱。虛函式與虛繼承有哪些特性,今天就不記錄了,如果能搞了解一下編譯器是如何實現虛函式和虛繼承,它們在類的記憶體空間中又是如何布局的,卻可以對c++的了解深入不少。這段時間花了一些時間了解這些玩意,搞得偶都,不過總算有些收穫,嘿嘿。

先看一段**

class a;};

class b : public virtual  a;};

class c : public virtual b;};

這次先不給結果,先分析一下,也好加強一下印象。

1、對於class a,由於只有乙個虛函式,那麼必須得有乙個對應的虛函式表,來記錄對應的函式入口位址。同時在class a的記憶體空間中之需要有個vfptr_a指向該錶。sizeof(a)也很容易確定,為4。

2、對於class b,由於class b虛基礎了class a,同時還擁有自己的虛函式。那麼class b中首先擁有乙個vfptr_b,指向自己的虛函式表。還有char j[3],做一次alignment,一般大小為4。可虛繼承該如何實現咧?this is 啊 problem!偶之前是不曉得的,還好c++ object model上有介紹。首先要通過加入乙個虛l類指標(記vbptr_b_a)來指向其父類,然後還要包含父類的所有內容。有些複雜了,不過還不難想象。sizeof(b)= 4+4+4+4=16(vfptr_b、char j[3]做alignment、vbptr_b_a和class a)。

3、在接著是class c了。class c首先也得有個vfptr_c,然後是char i[3],然後是vbptr_c_b,然後是class b,所以sizeof(c)=4+4+4+16=28(vfptr_c、char i[3]做alignment、vbptr_c_a和class b)。

在vc 6.0下寫了個程式,把上面幾個類的大小列印出來,果然結果為4、16、28。hoho搞定!真的搞定了?也許經過上面的分析,雖然每個類具體的記憶體布局還不大清楚,但其中的內容應該不會錯了。嘿嘿,在沒跟蹤時偶確實也是這麼想的,但結果卻是……

vc中虛繼承的記憶體布局——單繼承

畫了個圖,簡單表示一下我跟蹤後的結果

結論

1、vc在編譯時會把vfptr放到類的頭部;

2、vc採用虛表指標(vbtbl_ptr)來確定某個類所繼承的虛類。

3、vc會重新調整虛繼承的父類在子類中記憶體布局。(具體規則還不清楚)

4、vc中虛類表中的第一項是無意義的,可能是為了保證sizeof(虛類表)!=0;後面的內容為父類在子類中相對該虛類表指標的偏移量。

目前看來虛繼承在單一繼承時的記憶體布局還是比較清晰的,不過多重繼承呢?這就太bt了,簡單的多重繼承還沒弄清楚呢,再來個虛繼承,豈不只有。以後等俺有興趣的時候,在找這事做吧。

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