深度探索C++对象模型-Data语意学01

菱形继承实例

Ex：

class X{};
class Y :public virtual X{};
class Z :public virtual X{};
class A :public Y, public Z{};

继承关系如图：



sizeof X 的结果为1

sizeof Y 的结果为8

sizeof Z 的结果为8

sizeof A 的结果为12

注意：在VS2013下我的运行结果是1、4、4、8，原因是因为VS2013编译器对empty virtual base class提供了特殊支持，做了优化。原因稍后解释。

1、X的大小

X并不是空的，它有一个隐藏的1byte大小，那是被编译器安插进去的一个char。这使得这一class的不同实例化对象在内存中配置独一无二的地址。

Ex：X x1; X x2;x1和x2的地址不相同

2、Y和Z的大小

Y和Z的大小受到三个因素的影响：

（1）语言本身所造成的额外负担（overhead）

主要是虚拟继承，虚函数指针（vptr），虚函数表格（vtbl）造成的额外负担

（2）编译器对于特殊情况所提供的优化处理

某些编译器会对empty virtual base class提供特殊支持

（3）Alignment的限制

alignment就是将数值调整到某数的整数倍。在32位计算机上，通常alignment为4bytes（32位）

class Y和Z的大小目前为5 bytes。因为要对齐，所以最后的结果是8 bytes。

以下是Y和Z的对象布局



在一些新近的编译器中，一个empty virtual base class被视为derived class object最开头的一部分，也就是说它并没有花费任何的额外空间。因为既然有了members，就不需要原本为了empty class而安插的一个char。所以在此模型下，Y和Z的大小都是4。

以下是这种编译器的对象布局：



3、A的大小

一个virtual base class subobject只会在derived class中存在一份实例，不管它在class继承体系中出现了多少次！

class A的大小由以下几点决定：

（1）被大家共享的唯一一个class X实例，大小为1 byte

（2）Base class Y的大小，减去因virtual base class X而配置的大小，结果是4 bytes。

Base class Z的算法亦相同。加起来是8 bytes。

（3）class A自己的大小：0 byte

（4）class的alignment数量（如果有的话）。前述三项总和，表示调整前的大小是9 bytes。class A必须调整至4 bytes边界，所以需要填补3 bytes。结果是12 bytes。

如果是优化了empty virtual base class的编译器，class X实例的那1 byte将被拿掉，于是class A的大小为8 bytes。

注意：如果virtual base class X中放置一个（以上）的data members，两种编译器就会产生出完全相同的对象布局

static data members，则放置在程序的一个全局数据段，不会影响个别的class object的大小。在程序之中，不管该class被产生出多少个objects，static data members永远只存在一份实例。