C++类对象大小的计算(二)含有虚函数类大小计算

前一篇文章《C++类对象大小的计算(一)常规类大小计算》初步介绍类大小计算后，我们继续来讨论含有虚函数时类的大小。

以下内存测试环境为Win7+VS2012，操作系统为32位

五、包含虚函数的类

包含虚函数的类，对象生成时，会在类对象当中插入一个指针，这个指针称做虚函数表指针，简称虚表指针(vPtr)。该指针指向一个虚函数表(简称虚表)，虚函数表中存储了虚函数的入口地址。基类当中有虚函数时，会产生该虚函数表；创建基类对象，对象中的vPtr会指向该表；调用虚函数时，是通过vPtr在此表当中寻找函数入口地址的。

当派生类继承含有虚函数的子类时，会复制一份虚函数表，派生类如果有与基类中虚函数同名的虚函数，会在虚函数表中覆盖原来基类的虚函数；如果虚函数不重名，只会在虚函数表中增加一个函数入口。这种机制实现了类的多态。

如下面的例子：

#include <iostream>
using namespace std;

class A {
public:
A(int x=0) {
cout<<"A"<<x<<endl;
}
void printA() {
cout<<"Hello A";
}
};
class B :public A{
public:
B(int x=0) {
cout<<"B"<<x<<endl;
}
virtual void printB() {
cout<<"Hello B";
}
};

class C : public B{
public:
C() {
cout<<"C"<<endl;
}
virtual void printC() {
cout<<"Hello C";
}
};

int main() {
A a;
B b;
C c;
cout<<"size of a:"<<sizeof(a)<<endl;
cout<<"size of b:"<<sizeof(b)<<endl;
cout<<"size of c:"<<sizeof(c)<<endl;
return 0;
}

VS类结构图：







运行结果为：



类A没有虚函数，因此大小仍然是1。类B因为有虚函数，其对象当中包含了一个vPtr指针，指针指向类B的虚函数表(假设为vTB)，该表中存储了printB的入口地址，因此大小为4。类C因为继承了类B，也就复制了vTB(设为vTC)，其对象中也就包含了指向vTC的虚表指针，该虚表中除了有printB的入口地址外，还包含了printC的入口地址，因此，类C对象大小为4。

考虑另一种情况，类C同时继承了类A、B，类A、B当中都有虚函数。如下面的例子：

#include <iostream>
using namespace std;

class A {
public:
A(int x=0) {
cout<<"A"<<x<<endl;
}
virtual void printA() {
cout<<"Hello A";
}
};
class B {
public:
B(int x=0) {
cout<<"B"<<x<<endl;
}
virtual void printB() {
cout<<"Hello B";
}
};

class C : public B, public A{
public:
C() {
cout<<"C"<<endl;
}
void printC() {
cout<<"Hello C";
}
};

int main() {
A a;
B b;
C c;
cout<<"size of a:"<<sizeof(a)<<endl;
cout<<"size of b:"<<sizeof(b)<<endl;
cout<<"size of c:"<<sizeof(c)<<endl;
return 0;
}

VS类结构图：







运行结果为：



类A、B对象的大小按照上面所说的内存很好理解。类C因为同时继承了类A、B，因此就复制了两个虚函数表，也就有了两个vPtr，所以大小为8。如果类C有虚函数，也会放在其中一张虚函数表当中，不会再增加对象大小。
含有成员变量时，按照《C++类对象大小的计算(一)常规类大小计算》所讲内容加上相应的大小即可。

下面的文章《C++类对象大小的计算(三)含有虚函数、虚继承类大小计算》会讨论增加虚继承时，类对象的大小。