虚表 http://www.cnblogs.com/dsky/archive/2012/02/07/2340984.html

使用 CL 编译器选项查看 C++ 类内存布局--转

今天查资料的时候发现 VS 编译器 CL 的一个编译选项可以查看 C++ 类的内存布局，非常有用。使用如下，从开始程序菜单找到 Visual Stdio 2008/2005 Command Prompt，选择 VS 的命令行工具，按如下格式使用：
>cl –d1reportSingleClassLayout[classname] test.cpp
而使用 –d1reportAllClassLayout 则可以查看源文件中所有类及结构体的内存布局。
其中，classname 为类名，－d1reportSingleClassLayout[classname] 之间没有空格。编写程序测试：
比较奇怪，加上 #include <iostream> 后，测试结构体的时候就会出现很输出，应该是库中的类，看起来真麻烦，所以这里去掉它。

1: //test: >cl Test.cpp /d1reportSingleClassLayout[className]

2: //#include <iostream>

3:

4: //using namespace std;

5:

6: struct S

7: {

8: char x;

9: int y;

10: double z;

11: };

12: class TestClass

13: {

14: private:

15: char y;

16: double z;

17: int x;

18: };

19: //base

20: class Base

21: {

22: private:

23: int x;

24: public:

25: virtual void f1();

26: virtual int g1();

27: };

28: //Derived

29: class Derived: public Base

30: {

31: private:

32: char y;

33: public:

34: virtual float f2();

35: };

36: //Derived2

37: class Derived2: public Base

38: {

39: private:

40: double z;

41: public:

42: virtual void f1();

43: virtual float v2();

44: int f3();

45: };

46: //

47: class Base2

48: {

49: private:

50: int yy;

51: public:

52: virtual void g2();

53: };

54: //多重继承

55: class Derived3: public Base, public Base2

56: {

57: private:

58: double zz;

59: public:

60: virtual void g3();

61: };

62: //

63: int main()

64: {

65: return 0;

66: }

//测试，1：测试结构体 S：>cl Test.cpp /d1reportSingleClassLayoutS



可以看到，VC 默认情况下，结构体内使用字节对齐，char x, 和 int y 之间填充了 3 个字节的空间。默认情况，VC 对结构体内的字节按最大字节对齐，成员变量之间的顺序不同，结构体所占空间也可能不同。
2. 测度类 TestClass: >cl Test.cpp /d1reportSingleClassLayoutTestClass



同样可以看到，类 TestClass 中数据成员的按最大数据成员字节对齐，char y 和 double z 之间插入了 7 个字节，double z 和 int x 之间插入了 4 个字节，按 double 型对齐,32 位机器上， sizeof(double) = 8。
3.测试有虚函数的类 Base： >cl Test.cpp /d1reportSingleClassLayoutBase



其中{vfptr}是虚函数表，可以看到，VC 将虚函数表地址放在了对象的头 4 个字节，接着才是数据成员。虚函数表是一个数组，里面存放的是类中虚函数的地址，可以看到虚函数成员的地址是按照声明的顺序存放的。
4.测试子类 Derived:>cl Test.cpp /d1reportSingleClassLayoutDerived



可以看到，基类的虚函数存放在虚表的前面，子类中自己声明的虚函数按顺序存放在后面。
5.测试子类Derived2: >cl Test.cpp /d1reportSingleClassLayoutDerived2



可以看到，子类 Derived2 中重写了基类 Base 中的虚函数 f1()，因此 Devried2 的虚表中 f1() 的位置被 Derived2 重写的 f1() 代替，因此便实现了多态。非虚函数地址不存放在虚表中。
6.测试多重继承的类Derived3: >cl Test.cpp /d1reportSingleClassLayoutDerived3



可以看到VC中对多重继承的处理，子类 Derived3 的对象中，前 4 个字节存放的是第一个基类的 虚表，然后是第一个基类的数据成员。接着是第 2 个基类的虚表及数据成员。最后才是自己的数据成员。其中，Derived3::$vftable@Base2@: －8， －8 表示第 2 个基类相对于虚表相对于 Derived3 的偏移量 offset。

//测试结构体的字节对齐，以及 #pragma pack(1), offsetof(struct,number) 的用法。

1: #include <iostream>

2:

3: using namespace std;

4:

5: struct st1

6: {

7: short number;

8: float grade;

9: float grade2;

10: float grade3;

11: char level;

12: }; //20

13:

14: struct st2

15: {

16: char level;

17: short number;

18: float grade;

19: float grade2;

20: float grade3;

21: };//16

22:

23: #pragma pack(1)

24: struct st3

25: {

26: char level;

27: short number;

28: float grade;

29: float grade2;

30: float grade3;

31: }; //15

32: #pragma pack()

33:

34: void TestSizeOf()

35: {

36: cout << __FUNCTION__ << endl;

37:

38: cout << " sizeof(short)= " << sizeof(short) << endl << endl;

39:

40: cout << " sizeof(st1)= " << sizeof (st1) << endl;

41: cout << " offsetof(st1,number) " << offsetof(st1,number) << endl;

42: cout << " offsetof(st1,grade) " << offsetof(st1,grade) << endl;

43: cout << " offsetof(st1,grade2) " << offsetof(st1,grade2) << endl;

44: cout << " offsetof(st1,grade3) " << offsetof(st1,grade3) << endl;

45: cout << " offsetof(st1,level) " << offsetof(st1,level) << endl << endl;

46:

47: cout << " sizeof(st2)= " << sizeof (st2) << endl;

48: cout << " offsetof(st2,level) " << offsetof(st2,level) << endl;

49: cout << " offsetof(st2,number) " << offsetof(st2,number) << endl;

50: cout << " offsetof(st2,grade) " << offsetof(st2,grade) << endl;

51: cout << " offsetof(st2,grade2) " << offsetof(st2,grade2) << endl;

52: cout << " offsetof(st2,grade3) " << offsetof(st2,grade3) << endl << endl;

53:

54: cout << " sizeof(st3)= " << sizeof (st3) << endl;

55: cout << " offsetof(st3,level) " << offsetof(st3,level) << endl;

56: cout << " offsetof(st3,number) " << offsetof(st3,number) << endl;

57: cout << " offsetof(st3,grade) " << offsetof(st3,grade) << endl;

58: cout << " offsetof(st3,grade2) " << offsetof(st3,grade2) << endl;

59: cout << " offsetof(st3,grade3) " << offsetof(st3,grade3) << endl << endl;

60: }

61: int main()

62: {

63: TestSizeOf();

64: return 0;

65: }

其中，VC对结构体中的数据成员默认按照最大成员对齐，#pragma pack(num) 可以设置对齐字节数，可以为1、2、4、8、16 。也可以使用编译选项 /Zp[1|2|4|8|16] 修改对齐方式，取消修改用#pragma pack()，如果结构体某成员的 sizeof 大于你设置的，则按你的设置来对齐。注意
offsetof 的用法，可以很容易观察结构体的内部结构



还可以使用前面所说的 cl –d1reportSingleClassLayout[classname] test.cpp 编译选项进行相互验证。