C 中菱形繼承的基本概念及記憶體占用問題

2021-09-28 19:22:06 字數 2522 閱讀 4263

先上**:

#include

using

namespace std;

class

base

;class

son1

:public base

;class

son2

:public base

;class

grandson

:public son1,

public son2

;int

main()

首先,說一下什麼是菱形繼承。如上**,兩個類son1和son2都繼承自base,之後又建立了乙個grandson類,其有兩個父類,都是繼承自base的son1和son2類。這就構成了菱形繼承。

注: son1和son2下面簡稱父類,base簡稱基類,grandson簡稱子類。

然後,出現了兩個問題

main函式中注釋行出現了錯誤,由於子類的兩個父類都繼承自base,所以直接寫 g.age=0; 會出現指向不明的錯誤,即二義性,因為兩個父類中都有age這個引數,編譯器不知道應該訪問哪乙個。

解決方法

訪問屬性的時候新增作用域。如: g.son1::age = 20;

g.son2::age = 20; 。這樣編譯器就知道應該訪問哪乙個屬性了。

乙個子類物件中會出現兩個age屬性。但是,事實上乙個age屬性就已經足夠了。出翔=現兩個並沒有什麼實際用途,還會該訪問帶來麻煩,也浪費記憶體。

解決方法

虛繼承。虛繼承就是在父類繼承基類的時候,在繼承方式前加上 virtual 關鍵字。這樣就可以解決該問題。程式如下:

#include

using

namespace std;

class

base

;class

son1

:virtual

public base

;class

son2

:virtual

public base

;class

grandson

:public son1,

public son2

;int

main()

此時在子類的例項化物件g中就只有乙個age屬性了,所以也就可以直接使用 g.age 進行訪問和修改了。執行結果如下:

由於僅有乙個age屬性,所以age的值是最後由最後的賦值語句 ==g.son2::age = 30;==賦予的30。

然後,再看一下占用記憶體的問題。

我們通過vs2015開發人員命令提示符來檢視一下grandson類的記憶體布局:

在此之前,可以在看一下虛繼承之前的記憶體布局:

接下來是虛繼承之後的:

可以看到,子類的兩個父類中並沒有age屬性,整個類中,有且僅有乙個來自base類的age屬性。在兩個父類中將各有乙個名為 vbptr 的東西代替了屬性age,其實這是乙個指標,叫做 虛基類指標 。

每個虛基類指標都給各自指向了 vbtable 虛基類表。這個虛基類表中儲存了虛繼承的屬性列表在記憶體中的偏移量。而偏移量的起始位置為物件的vbptr在記憶體中的位置。

將**修改為如下模式:

#include

using

namespace std;

class

base

;class

son1

:virtual

public base

;class

son2

:virtual

public base

;class

grandson

:public son1,

public son2

;int

main()

再次檢視記憶體布局結果如下:

得出如下結論:

只有虛繼承的屬性才會儲存在虛基類表中。因為son1類中的屬性a,不在虛基類表中。

由於虛基類表的存在,無論虛繼承了多少屬性,在每個父類中只佔4個位元組的記憶體,即乙個vbptr指標所佔的空間。

虛繼承之後虛繼承的屬性在記憶體中有且僅有乙份。

虛基類表並不占用類的記憶體.

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