从零开始学C++之虚继承和虚函数对C++对象内存模型造成的影响
2013-07-14 23:36
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首先重新回顾一下关于类/对象大小的计算原则:
类大小计算遵循结构体对齐原则
第一个数据成员放在offset为0的位置
其它成员对齐至min(sizeof(member),#pragma pack(n)所指定的值)的整数倍。
整个结构体也要对齐,结构体总大小对齐至各个成员中最大对齐数的整数倍。
win32 可选的有1, 2, 4, 8, 16
linux 32 可选的有1, 2, 4
类的大小与数据成员有关与成员函数无关
类的大小与静态数据成员无关
虚继承对类的大小的影响
虚函数对类的大小的影响
下面通过实例来展示虚继承和虚函数对类大小造成的影响。
测试环境为:Win32 + Vs2008
一、只出现虚继承的情况
C++ Code
从输出的地址和虚基类表成员数据可以画出对象内存模型图:
virtual base table
本类地址与虚基类表指针地址的差
虚基类地址与虚基类表指针地址的差
virtual base table pointer(vbptr)
从程序可以看出pp是BB* 指针,pp首先指向dd内存,当执行pp->bb_时,先找到首个vbptr,找到虚基类BB地址与虚基类表指针地址的差,也即是20,接着pp偏移20个字节指向了dd对象中的BB部分,然后就访问到了bb_,这是在运行时才做的转换。
二、只出现虚函数的情况
C++ Code
从输出的函数体可以画出对象内存模型图:
vtbl:虚函数表(存放虚函数的函数指针)
vptr:虚函数表指针
从输出可以看出,Derived类继承了Base::Fun1,而覆盖了Fun2,此外还有自己的Fun3。注意,因为Fun3是虚函数,才会出现在虚函数表,如果是一般函数是不会的,因为不用通过vptr间接访问。
三、虚继承与虚函数同时出现的情况:
C++ Code
从输出的虚基类表成员数据和虚函数体可以画出对象内存模型图:
注意:如果没有虚继承,则虚函数表会合并,一个类只会存在一个虚函数表和一个虚函数表指针(同个类的对象共享),当然也不会有
虚基类表和虚基类表指针的存在。
参考:
C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范
类大小计算遵循结构体对齐原则
第一个数据成员放在offset为0的位置
其它成员对齐至min(sizeof(member),#pragma pack(n)所指定的值)的整数倍。
整个结构体也要对齐,结构体总大小对齐至各个成员中最大对齐数的整数倍。
win32 可选的有1, 2, 4, 8, 16
linux 32 可选的有1, 2, 4
类的大小与数据成员有关与成员函数无关
类的大小与静态数据成员无关
虚继承对类的大小的影响
虚函数对类的大小的影响
下面通过实例来展示虚继承和虚函数对类大小造成的影响。
测试环境为:Win32 + Vs2008
一、只出现虚继承的情况
C++ Code
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从输出的地址和虚基类表成员数据可以画出对象内存模型图:
virtual base table
本类地址与虚基类表指针地址的差
虚基类地址与虚基类表指针地址的差
virtual base table pointer(vbptr)
从程序可以看出pp是BB* 指针,pp首先指向dd内存,当执行pp->bb_时,先找到首个vbptr,找到虚基类BB地址与虚基类表指针地址的差,也即是20,接着pp偏移20个字节指向了dd对象中的BB部分,然后就访问到了bb_,这是在运行时才做的转换。
二、只出现虚函数的情况
C++ Code
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vtbl:虚函数表(存放虚函数的函数指针)
vptr:虚函数表指针
从输出可以看出,Derived类继承了Base::Fun1,而覆盖了Fun2,此外还有自己的Fun3。注意,因为Fun3是虚函数,才会出现在虚函数表,如果是一般函数是不会的,因为不用通过vptr间接访问。
三、虚继承与虚函数同时出现的情况:
C++ Code
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从输出的虚基类表成员数据和虚函数体可以画出对象内存模型图:
注意:如果没有虚继承,则虚函数表会合并,一个类只会存在一个虚函数表和一个虚函数表指针(同个类的对象共享),当然也不会有
虚基类表和虚基类表指针的存在。
参考:
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