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C++Day12 虚拟继承内存布局测试(一)
2023-07-23 13:39:08 】 浏览:114
Tags:Day12

测试一、虚继承与继承的区别

1.1  单个继承,不带虚函数
1>class B    size(8):
1>    +---
1> 0    | +--- (base class A)
1> 0    | | _ia                       //4B
1>    | +---
1> 4    | _ib                        //4B

有两个int类型数据成员,占8B,基类逻辑存在前面

1.2、单个虚继承,不带虚函数
1>class B    size(12):
1>    +---
1> 0    | {vbptr}        //虚基指针(指向虚基表)
1> 4    | _ib                          //派生类放到前面
1>    +---
1>    +--- (virtual base A)        //虚基类
1> 8    | _ia
1>    +---
1>B::$vbtable@:                     //虚基表
1> 0    | 0                        // 虚基指针距离派生类对象偏移0B
1> 1    | 8 (Bd(B+0)A)            //  虚基指针向下偏移8B找到虚基类

虚继承多一个虚基指针,共12B,虚拟继承会将派生类的逻辑存到前面;

虚基表中存放的内容:(1)虚基指针距离派生类对象首地址的偏移信息(2)虚基类的偏移信息

 测试二、单个虚继承,带虚函数

2.1、单个继承,带虚函数 1>class B    size(12):
1>    +---
1> 0    | +--- (base class A)
1> 0    | | {vfptr}       //虚函数指针
1> 4    | | _ia
1>    | +---
1> 8    | _ib
1>    +---
1>B::$vftable@:              //虚表
1>    | &B_meta
1>    |  0
1> 0    | &B::f                      // f 和 fb2 入虚表,fb不是虚函数,不入虚表
1> 1    | &B::fb2                   // 派生类新增虚函数直接放在基类虚表中

带虚函数的话,多一个虚函数指针,指向虚表,所以共占12B,派生类新增的虚函数放入基类虚表

2.3、单个虚继承,带虚函数,派生类不新增 8/16
1>class B    size(16):
1>    +---
1> 0    | {vbptr}    //有虚继承的时候就多一个虚基指针,虚基指针指向虚基表  
1> 4    | _ib        //有虚函数的时候就产生一个虚函数指针,虚函数指针指向虚函数表
1>    +--- 
1>    +--- (virtual base A)
1> 8    | {vfptr} 1>12    | _ia
1>    +---
1>B::$vbtable@:  //虚基表
1> 0    | 0                   // 虚基指针距离派生类对象偏移0B
1> 1    | 8 (Bd(B+0)A)        // 虚基指针向下偏移8B找到虚基类
1>B::$vftable@:   //虚函数表
1>    | -8         
1> 0    | &B::f

两个 int 型变量,一个虚函数指针,一个虚基指针,共占16B;

虚拟继承使得派生类逻辑存在基类前面;

(虚拟继承后,基类在派生类后面,虚函数指针也在下面,派生类要找到虚函数表,向后偏移8B)

2.2 单个虚继承,带虚函数 (自己新增1>class B    size(20):
1>    +---
1> 0    | {vfptr}    //虚函数指针
1> 4    | {vbptr}    //虚基指针  (虚继承多一个)  {虚拟继承,派生类在前面}
1> 8    | _ib
1>    +---
1>    +--- (virtual base A)    
1>12    | {vfptr}           //虚函数指针
1>16    | _ia
1>    +---
1>B::$vftable@B@:        //虚表
1>    | &B_meta
1>    |  0
1> 0    | &B::fb2     //派生类新增虚函数,放在最前面,访问新增虚函数快一些,不用偏移 ,多一个虚函数指针,指向新的虚表
1>B::$vbtable@:                     //虚基表
1> 0    | -4                       //虚基指针距离派生类对象首地址的偏移信息
1> 1    | 8 (Bd(B+4)A)            //找到虚基类的偏移信息
1>B::$vftable@A@:                //虚表
1>    | -12
1> 0    | &B::f    基类布局在最后面

派生类中新增一个虚函数指针,指向一张新的虚表,存放派生类新增的虚函数,可以更快的访问到

所以,两个虚函数指针,一个虚基指针,两个int类型变量,共20B

 

 测试三:多重继承(带虚函数)

3.1普通多重继承,带虚函数,自己有新增虚函数
28   //Base1中 f() g() h() , Base2中 f() g() h() , Base3中 f() g() h() Derived 中 f() g1() 
1>class Derived    size(28):
1>    +---
1> 0    | +--- (base class Base1)            //基类有自己的虚函数表,基类的布局按照被继承时的顺序排列
1> 0    | | {vfptr}                         // 3个虚函数指针指向不同虚表
1> 4    | | _iBase1
1>    | +---
1> 8    | +--- (base class Base2)
1> 8    | | {vfptr}
1>12    | | _iBase2
1>    | +---
1>16    | +--- (base class Base3)
1>16    | | {vfptr}
1>20    | | _iBase3
1>    | +---
1>24    | _iDerived
1>    +---
1>Derived::$vftable@Base1@:
1>    | &Derived_meta
1>    |  0
1> 0    | &Derived::f(虚函数的覆盖)    //第一个虚函数表中存放真实的被覆盖的虚函数地址,其他虚函数表中存放跳转地址
1> 1    | &Base1::g
1> 2    | &Base1::h
1> 3    | &Derived::g1        (新的虚函数,直接放在基类之后,加快查找速度)
1>Derived::$vftable@Base2@:
1>    | -8
1> 0    | &thunk: this-=8; goto Derived::f   //虚函数表还可以存放跳转指令
1> 1    | &Base2::g
1> 2    | &Base2::h
1>Derived::$vftable@Base3@:
1>    | -16
1> 0    | &thunk: this-=16; goto Derived::f
1> 1    | &Base3::g
1> 2    | &Base3::h

Base1、Base2、Base3中各有一个虚函数指针指向自己的虚表,有4个int类型的数据成员,共占28B

第一个虚函数表中存放真实的被覆盖的虚函数地址,其他虚函数表中存放跳转地址

3.2、虚拟多重继承,带虚函数,自己有新增虚函数(只有第一个是虚继承)
32  Base1是虚继承
1>class Derived    size(32):    //多一个虚基指针
1>    +---
1> 0    | +--- (base class Base2)
1> 0    | | {vfptr}
1> 4    | | _iBase2
1>    | +---
1> 8    | +
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