虛繼承之單繼承的記憶體布局

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

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？

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

虛基礎之單繼承時的記憶體布局圖

class a的情況太簡單，沒問題。從class b的記憶體布局圖可以得出下面的結論。

1、vf_ptr b放在了類的首部，那麼如果要想直接拿memcpy完成類的複製是很危險的，用struct也是不行的。改天再深入學習一下struct 和class的區別，可以看出這裡的差別來。

2、vbtbl_ptr_b，為什麼不是先前我描述的vbptr_b_a呢？因為這個指標與我先前猜測的內容有很大區別。這個指標指向的是class b的虛類表（嗯，俺自個兒起的名字，實在是學藝不精）。看看vb table，vb table有兩項，第一項為fffffffc，這一項的值可能沒啥意義，可能是為了保證虛類表不為空吧。第二項為8，看起來像是class b中的class a相對該vbtbl_ptr_b的位移，也就是乙個offset。類似的方法在c＋＋ object model（p121）有介紹，可以去看看。

class c的記憶體布局就比較複雜了，不過它的記憶體布局也更一步說明我對vbtbl_ptr_b中的內容，也就是虛類表的理解是正確的。不過值得關注的是class b中的class a在布局時被移到前面去了，雖然整個大小沒變，但這樣一來如果做這樣的操作 c c; b *b;b=&c;時b的操作如何呢？此時只要從c的虛類表裡獲得class b的位置既可賦值給b。但是在構建class c時會複雜一些，後面的使用還是非常簡單的，效率也比較高。class a的記憶體布局被前移可能是考慮倒c的虛繼承順序吧

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

虛繼承之單繼承的記憶體布局

虛繼承之單繼承的記憶體布局

虛繼承及繼承的記憶體布局

直接繼承和虛繼承的記憶體布局

虛繼承之單繼承的記憶體布局

虛繼承之單繼承的記憶體布局

虛繼承及繼承的記憶體布局

直接繼承和虛繼承的記憶體布局

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