浅谈C++中派生类对象的内存布局

2020-01-06 16:11:03刘景俊

3 虚拟继承

(1)为什么要有“虚继承”这样的机制?

简单讲,虚继承是为也防止“diamond”继承所带来的问题。也就是类A1、A2都继承于A,类B又同时继承于A1、A2。这样一来,类B中就有两份类A的成员了,这样的程序无法通过编译。我们改成这样的形式:


class A
{
public:
  int a;
  virtual ~A(); 
  virtual void fun(){cout<<"A"<<endl;}
};
class A1 :public virtual A
{
public:
  int a1;
  virtual void fun(){cout<<"A1"<<endl;}
};
class A2 :public virtual A
{
public:
  int a2;
  virtual void fun(){cout<<"A2"<<endl;}
}; 

class B :public A1,public A2 {
public:
  int b;
  virtual void fun(){cout<<"B"<<endl;}
  virtual void funB(){};
};

这样就能防止这样的事情发生。

(2)虚拟继承与普通继承的区别:

普通继承使得派生类每继承一个基类便拥有一份基类的成员。而虚拟继承会把通过虚拟继承的那一部分,放在对象的最后。从而使得只拥有一份基类中的成员。虚拟对象的偏移量被保存在Derived类的vtbl的this指向的上一个slot。比较难理解。下面我给你个栗子。

(3)虚拟继承的内存布局:

每个派生类会把其不变部分放在前面,共享部分放在后面。

上面四个类的大小是怎样的呢?


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
  cout << sizeof(A) << " " << sizeof(A1) << " " << sizeof(A2) << " " << sizeof(B) << endl;
  return 0;
}

输出:8 16 16 28

内存布局:

    A: vptr+a=8B

    A1: vptr+a1+vptrA+a=16B

    A2: vptr+a2+vptrA+a=16B

    A3: vptr+a1+vptrA2+a2+b+vptrA+a=28B

上个草图:

派生类对象,C++

那究竟为什么需要多个虚指针?将对象内存布局和虚表结构搞清楚之后,答案是不是呼之欲出呢?

是的,因为这样可以保证在将子类指针/引用转换成基类指针时编译器可以直接根据对像的内存布局进行偏移,从而使得指向的第一个内容为虚指针,进而实现多态(根据静态类型执行相应动作)。

以上就是小编为大家带来的浅谈C++中派生类对象的内存布局全部内容了,希望大家多多支持ASPKU~


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