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跟我一起学习C++虚函数--第四篇

2012-07-18 12:51 85 查看

在前一篇，我们讨论了在多继承情况下，具有虚函数的类的内存布局情况。本篇将进一步探索在多重继承，即具有重复继承的情况下的内存布局情况。在阅读本篇和下一篇之前，建议先阅读本博客另一篇博文《浅析GCC下C++多重继承
&虚拟继承的对象内存布局》。

先说一点题外话，细心的读者可能会发现，我们在探索不同情况下类的内存布局时，总是先通过查看类的大小以及其中各个成员变量的地址来进行分析，然后再具体定位某一位置的值。从最原始的内存中的对象分布，我们可以获得最深入最有效的理解。

OK，请看例子：

01	#include <iostream>

02	using namespace std;

class

Top

public

07	virtual void x(){cout << "top x" << endl;}

08	virtual void print0(){cout << "top print" << endl;}

public

int

a;

};

13	class Left: public Top

public

16	virtual void y(){cout << "left y" << endl;}

17	virtual void print1(){cout << "left print" << endl;}

public

int

b;

};

22	class Right: public Top

public

25	virtual void z(){cout << "right z" << endl;}

26	virtual void print2(){cout << "right print" << endl;}

public

int

c;

};

31	class Bottom : public Left, public Right

public

34	virtual void y(){cout << "bottom y" << endl;}

35	virtual void z(){cout << "bottom z" << endl;}

36	virtual void print3(){cout << "bottom print" << endl;}

public

int

d;

};

41	int main()

43	/first part/

44	cout << sizeof (Top) << "\t" << sizeof (Left) << "\t" << sizeof (Right) << "\t" << sizeof (Bottom) <<endl;

45	//输出：8 121228

46	Bottom *b= new Bottom();

47	cout <<b<< " " << &b->Left::a<< " " << &b->b<< " " << &b->Right::a<< " " << &b->c<< " " << &b->d<<endl;

48	//输出：0x8c0f008 0x8c0f00c0x8c0f0100x8c0f0180x8c0f01c0x8c0f020

50	/second part/

51	typedef void (*Func)( void );

52	Func pFunc;

53	pFunc =(Func)(( int )( int )(b));

54	pFunc(); //输出：top x

55	pFunc =(Func)(( int )( int )(b)+1);

56	pFunc(); //输出：top print

57	pFunc =(Func)(( int )( int )(b)+2);

58	pFunc(); //输出：bottom y

59	pFunc =(Func)(( int )( int )(b)+3);

60	pFunc(); //输出：left print

61	pFunc =(Func)(( int )( int )(b)+4);

62	pFunc(); //输出：bottom z

63	pFunc =(Func)(( int )( int )(b)+5);

64	pFunc(); //输出：bottom print

65	//pFunc =(Func)((int)(int)(b)+6);

66	//pFunc();//段错误

68	/third part/

69	pFunc =(Func)(( int )(( int )(b)+3));

70	pFunc(); //输出：top x

71	pFunc =(Func)(( int )(( int )(b)+3)+1);

72	pFunc(); //输出：top print

73	pFunc =(Func)(( int )(( int )(b)+3)+2);

74	pFunc(); //输出：bottom z

75	pFunc =(Func)(( int )(( int )(b)+3)+3);

76	pFunc(); //输出：right print

77	//pFunc =(Func)((int)((int)(b)+3)+4);

78	//pFunc();//段错误

delete

b;

return

0;

对于上面的例子，我们分为三部分进行讲解。

第一部分：多重继承情况下，对象本身（除虚函数表外）的内存布局。

从代码中firstpart的输出情况来看，Top、Left和Right的大小很容易理解，至于Bottom类的大小，如果你看过参考文献一，那么也很容易理解。Bottom类包含了两次Top类中的a成员变量，因此总共有5个int成员变量，为20字节。再加上两个虚指针，即为28字节。

从输出的Bottom对象中成员变量地址情况，我们可以用如下图来表示内存布局：

简单地说，多重继承时，子类会有多个祖父类的存在。

第二部分：多重继承情况下，主要虚函数表的内存布局。

从代码的secondpart的输出情况来看，我们可以用下图来表示主要虚函数表的内存布局：

第三部分：多重继承情况下，次要虚函数表的内存布局。

从代码的thirdpart的输出情况来看，我们可以用下图来表示次要虚函数表的内存布局：

对比前一篇多继承情况下类的内存布局，我们可以发现：在多重继承情况下，不仅祖父类的成员变量在子类中会有多份存在，祖父类的虚函数同样会在子类的虚函数表中有多份存在，分别位于主要虚函数表和次要虚函数表中。

参考文献：

1.《浅析GCC下C++多重继承&虚拟继承的对象内存布局》

2.《深度探索C++对象模型》

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