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谈VC++对象模型(四)
2012-11-02 08:51:57 来源: 作者: 【 】 浏览:17653
Tags:对象 模型


    译者注:GdGvbptrG(In G, the displacement of G's virtual base pointer to G)意思是:在G中,G对象的指针与G的虚基类表指针之间的偏移量,在此可见为0,因为G对象内存布局第一项就是虚基类表指针; GdGvbptrC(In G, the displacement of G's virtual base pointer to C)意思是:在G中,C对象的指针与G的虚基类表指针之间的偏移量,在此可见为4.
   
    struct H : virtual C {
   
    int h1;
   
    void hf();
   
    };
   
    struct I : G, H {
   
    int i1;
   
    void _if();
   
    };
   
    暂时不追究vbptr成员变量从何而来。从上面这些图可以直观地看到,在G对象中,内嵌的C基类对象的数据紧跟在G的数据之后,在H对象中,内嵌的C基类对象的数据也紧跟在H的数据之后。但是,在I对象中,内存布局就并非如此了。VC++(www.cppentry.com)实现的内存布局中,G对象实例中G对象和C对象之间的偏移,不同于I对象实例中G对象和C对象之间的偏移。当使用指针访问虚基类成员变量时,由于指针可以是指向派生类实例的基类指针,所以,编译器不能根据声明的指针类型计算偏移,而必须找到另一种间接的方法,从派生类指针计算虚基类的位置。
   
    在VC++(www.cppentry.com)中,对每个继承自虚基类的类实例,将增加一个隐藏的"虚基类表指针"(vbptr)成员变量,从而达到间接计算虚基类位置的目的。该变量指向一个全类共享的偏移量表,表中项目记录了对于该类而言,"虚基类表指针"与虚基类之间的偏移量。
   
    其它的实现方式中,有一种是在派生类中使用指针成员变量。这些指针成员变量指向派生类的虚基类,每个虚基类一个指针。这种方式的优点是:获取虚基类地址时,所用代码比较少。然而,编译器优化代码时通常都可以采取措施避免重复计算虚基类地址。况且,这种实现方式还有一个大弊端:从多个虚基类派生时,类实例将占用更多的内存空间;获取虚基类的虚基类的地址时,需要多次使用指针,从而效率较低等等。
   
    在VC++(www.cppentry.com)中,G拥有一个隐藏的"虚基类表指针"成员,指向一个虚基类表,该表的第二项是GdGvbptrC.(在G中,虚基类对象C的地址与G的"虚基类表指针"之间的偏移量(当对于所有的派生类来说偏移量不变时,省略"d"前的前缀))。比如,在32位平台上,GdGvptrC是8个字节。同样,在I实例中的G对象实例也有"虚基类表指针",不过该指针指向一个适用于"G处于I之中"的虚基类表,表中一项为IdGvbptrC,值为20.
   
    观察前面的G、H和I,我们可以得到如下关于VC++(www.cppentry.com)虚继承下内存布局的结论:
   
    首先排列非虚继承的基类实例;
   
    有虚基类时,为每个基类增加一个隐藏的vbptr,除非已经从非虚继承的类那里继承了一个vbptr;
   
    排列派生类的新数据成员;
   
    在实例最后,排列每个虚基类的一个实例。
   
    该布局安排使得虚基类的位置随着派生类的不同而"浮动不定",但是,非虚基类因此也就凑在一起,彼此的偏移量固定不变。
   
    3 成员变量
   
    介绍了类布局之后,我们接着考虑对不同的继承方式,访问成员变量的开销究竟如何。
   
    没有继承。没有任何继承关系时,访问成员变量和C语言的情况完全一样:从指向对象的指针,考虑一定的偏移量即可。
   
    C* pc;
   
    pc->c1; // *(pc + dCc1);
   
    译者注:pc是指向C的指针。
   
    访问C的成员变量c1,只需要在pc上加上固定的偏移量dCc1(在C中,C指针地址与其c1成员变量之间的偏移量值),再获取该指针的内容即可。
   

                  

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