C 物件的記憶體布局

記憶體布局是屬於較深層次的知識，很多問題往深了講都是不清楚記憶體布局的原理。最近讀到一本書，裡面講了一部分c++物件的記憶體布局，讓我對很多以前的問題都豁然開朗了。書上篇幅較大，我加上自己的理解總結了下。

分為三部分：簡單物件，單繼承，多繼承

非靜態成員變數和虛函式是決定類大小的唯一兩個因素

非靜態成員變數在類的記憶體裡會有位元組對齊

如果物件中包含虛函式，會增加4個位元組的空間，不論有多少個虛函式。

靜態成員變數，靜態成員函式和非靜態成員函式不會影響物件記憶體的大小。靜態成員變數儲存在記憶體的靜態資料區。另外：非靜態成員函式和程式普通函式的函式區別是，類的非靜態成員函式函式有this指標，所以可以訪問類的成員。靜態成員函式不可以呼叫類的非靜態成員，因為靜態成員函式不含this指標。

class ******class
; virtual ~******class(){};
int getvalue(void);
virtual void foo(void){};
static void addcount(){};
};int main()

輸出：

object start address:1efdec

nvalue address: 1efdf4

c address:1efdfc

d address: 1efdfd

size: 24

因為double是8個位元組，所以虛函式表和兩個char的的成員都按照8位元組對齊，所以總大小是24。

8位元組vptr 虛函式指標

8位元組double nvalue

8位元組char c,d

先舉例

class ******class
; virtual ~******class(){};
int getvalue(void);
virtual void foo(void){};
static void addcount(){};
};class derivedclass:public ******class
; ~derivedclass(){};
virtual void foo(void){};
};int main()

輸出：object start address:23fa5c

nvalue address: 23fa60

c address:23fa64

nsubvalue address: 23fa68

size: 16

可見：

在構造乙個派生類的例項時首先夠著乙個基類的例項，而這個基類的例項在派生類的例項銷毀之後銷毀。derivedclass的大小是16位元組，基類******class的大小是12位元組。派生類增加了乙個整型變數nsubvalue，在記憶體布局中放在基類的後面。而且派生類在構造時不會再建立乙個新的虛函式表，而是在基類的虛函式表中增加或者修改。

與但繼承相同，建立派生類的物件時，要首先建立基類的物件。由於多繼承中乙個派生類有多個基類，因此建立基類的物件要遵循派生類宣告的順序。

******class1 的乙個物件的大小是12位元組，******class2的乙個物件的大小是8位元組。而派生類增加了4個位元組的整型成員資料，大小是24位元組。

在多繼承中藥注意避免二義性。如上面的例子兩個基類都定義了getvalue()函式。如果乙個派生類的例項呼叫getvalue函式會報二義性錯誤。

若******class1和******class2的記憶體對齊不一樣，那麼派生類繼承他們以後，會重新統一記憶體對齊。比如若******class1是按4位元組對齊，******class2是按8位元組對齊。當derivedclass繼承他們以後，******class1也會按照8位元組對齊。

下面看例子：

class ******class1
; virtual ~******class1(){};
int getvalue(void);
virtual void foo1(void){};
};class ******class2
; virtual ~******class2(){};
int getvalue(void);
virtual void foo2(void){};
};class derivedclass:public ******class1,public ******class2
; ~derivedclass(){};
virtual void foo2(void){};
};int main()

輸出：object start address:1bfe04

考慮如下的菱形繼承

如果不適用虛擬繼承，記憶體布局將會如上面右圖所示：會有兩個baseclass例項。

如果使用虛擬繼承，則記憶體布局如下

使用虛擬繼承以後

baseclass只建立了乙個例項，其資料成員的位址相同

baseclass的例項放在derivedclass例項的記憶體空間中的最後

為了使用虛擬繼承，每個使用虛擬繼承的類都會新增乙個虛基類表的指標(virtual base table)來實現，因此照成空間變大。

C 物件的記憶體布局

C 物件的記憶體布局

C 物件的記憶體布局

c 物件的記憶體布局

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