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C++ 深入理解 虚继承、多重继承和直接继承

2017-12-02 18:14 441 查看
通过类中类的普通继承,类的虚继承,类的多重继承,多个虚函数类的普通继承、虚继承与多重继承,几个交叉概念,详细的阐释了继承、虚函数与虚继承的基本概念,深入剖析了继承于虚继承的区别于联系。

【Exp.001-虚继承】

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#include <stdio.h>  

  

class A {  

public:  

    int a;  

};//sizeof(A)=4  

  

class B : virtual public A {  

public:  

  int b;  

};//sizeof(B)=4(A副本)+4(虚表指针)+4(自己变量)=12  

  

class C : virtual public B {       

};//sizeof(c)= 12(B副本)+4(虚表指针) = 16,如果这里改为直接继承,那么sizeof(c)=12  

  

int main() {  

    printf("%d\n", sizeof(C));      

    return 0;   

}  





解析:这里需要理解虚继承基类对派生类的空间大小的影响,理解虚指针在虚继承中为子类带来了哪些空间的改变。

【Exp.002-多重继承】

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#include <stdio.h>  

  

class A {  

public:  

    int a;  

};//sizeof(A) = 4  

  

class B : virtual public A {  

};// sizeof(B) =4+4=8  

  

class C : virtual public A {          

};//sizeof(C) =4+4=8  

  

class D : public B, public C{         

};  

//sizeof(D)=8+8-4=12 这里需要注意要减去4,因为B和C同时继承A,只需要保存一个A的副本就好了,sizeof(D)=4(A的副本)+4(B的虚表)+4(C的虚表)=12  

  

int main() {  

    printf("%d\n", sizeof(D));  

    return 0;   

}  

解析:这里需要关注 class D 的数据空间大小,理解多重虚继承对派生类虚指针以及派生类空间的影响。

【Exp.003-普通继承(含有:空类、虚函数)】

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class A     

{     

};    

  

class B     

{  

    char ch;     

    virtual void func0()  {  }   

};   

  

class C    

{  

    char ch1;  

    char ch2;  

    virtual void func()  {  }    

    virtual void func1()  {  }   

};  

  

class D: public A, public C  

{     

    int d;     

    virtual void func()  {  }   

    virtual void func1()  {  }  

};     

  

class E: public B, public C  

{     

    int e;     

    virtual void func0()  {  }   

    virtual void func1()  {  }  

};  

  

int main(void)  

{  

    cout<<"A="<<sizeof(A)<<endl;//result=1  空类所占空间的大小为 1  

    cout<<"B="<<sizeof(B)<<endl;//result=8  1+4   对齐 8   

    cout<<"C="<<sizeof(C)<<endl;//result=8  1+1+4 对齐 8  

    cout<<"D="<<sizeof(D)<<endl;//result=12 C的副本+D本身=8+4=12  

    cout<<"E="<<sizeof(E)<<endl;//result=20 B的副本+C的副本+E本身=8+8+4=20  

    return 0;  

}  

这里需要区分一下:

①没有继承的时候,存在虚函数则需要加上虚指针,如果有多个也只需要加上一个,因为只有一个虚指针;

②对于普通继承,类D和类E中自己的虚函数,大小为0,因为,它没有虚表;

③对于虚继承中,派生类中存在一个或多个虚函数的时候,它本身就有一个虚表,指向自己的虚表,所以要加4。

【Exp.004-虚继承(多重继承和虚函数)】

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class CommonBase  

{  

    int co;  

};// size = 4  

  

class Base1: virtual public CommonBase            

{  

public:  

    virtual void print1() {  }  

    virtual void print2() {  }  

private:  

    int b1;  

};//4副本+4虚指针+4自身+4(虚继承+虚函数构成指针多一个)=16  

  

  

class Base2: virtual public CommonBase          

{  

public:  

    virtual void dump1() {  }  

    virtual void dump2() {  }  

private:  

    int b2;  

};//同理16  

  

class Derived: public Base1, public Base2       

{  

public:  

    void print2() {  }  

    void dump2() {  }  

private:  

    int d;  

};//16+16-4+4=32  

解析:如果不是虚继承的类,即便有虚函数也不会因此增加存储空间,如果是虚继承的类,没有虚函数就添加一个虚指针空间,有虚函数不论多少个,就添加两个虚指针空间。

【Exp.005-虚继承与虚函数】

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class A  

{  

public:  

    virtual void aa() {  }  

    virtual void aa2() {  }  

private:  

    char ch[3];  

}; // 1+4 = 补齐 = 8  

  

class B: virtual public A  

{  

public:  

    virtual void bb() {  }  

    virtual void bb2() {  }  

}; // 8(副本)+4(虚继承)+4(虚指针) = 16  

  

int main(void)  

{  

    cout<<"A's size is "<<sizeof(A)<<endl;//        4+4=8  

    cout<<"B's size is "<<sizeof(B)<<endl;//        A的副本+4+4=16  

    return 0;  

}  

解析:如果不是虚继承的类,即便有虚函数也不会因此增加存储空间,如果是虚继承的类,没有虚函数就添加一个虚指针空间,有虚函数不论多少个,就添加两个虚指针空间。

【小结】

重要的事情讲三遍!!!

如果不是虚继承的类,即便有虚函数也不会因此增加存储空间,如果是虚继承的类,没有虚函数就添加一个虚指针空间,有虚函数不论多少个,就添加两个虚指针空间!!!
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