C++ 内存布局(二) 虚继承 ---Empty virtual base classs (空虚基类)

上一次只是给出一个代码http://blog.csdn.net/OpenHero/archive/2006/04/02/648005.aspx,和运行过程中的内存位置,现在具体的按照步骤分析一下C++中虚拟继承中的情况,

由于C++ stand(C++ 标准委员会) 并没有规定具体实现的办法,各个编译器厂商可能都采用不同的实现方法,

或许在不同的年代使用的方法也不相同,有可能就会得到不同的结果,这里,我采用VC7.1作为调试工具,由潜

入深的一步步分析C++ 虚继承中的内存布局;

这一部分由Empty virtual base calss (空虚基类:空的calss)入手,查看VC7.1中是如何实现虚拟继承的.

下面给出测试的代码:

一,菱形的继承模式

class A
{ };

class B : virtual public A
{
};

class C : virtual public A
{
};

class D : public C, public B
{
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
A a;
B b;
C c;
D d;

int *pd = (int*)&d;
int *pd_c = (int*)(C*)(&d);
int *pd_b = (int*)(B*)(&d);
int *pd_a = (int*)(A*)(&d);

cout<< sizeof(a) << endl;
cout<< sizeof(b) << endl;
cout<< sizeof(c) << endl;
cout<< sizeof(d) << endl;
cout<< pd << endl;
cout<< pd_c << endl;
cout<< pd_b << endl;
cout<< pd_a << endl;

return 0;
}

有人会问,

class A
{ };

A a, 其中的a会有大小嘛?当然,a里面什么都没有,姑且就认为它是空的吧,但是,编译器如何才能记住a,而又

是空?你能想到一种实现的方法嘛?所以,编译器为了记住空的a,在a的内部放入了一个char的标记,作为它的

唯一标识,这样编译器才能认识那个a. 如果你有兴趣，你可以尝试定义A a，b； 然后你看看a和b是否是一

样的？现阶段来说，应该是不一样的，或许以后谁会发明新的实现方式，那个时候或许是一样也有可能了。

现在让我们看看上面程序的输出情况，如下：
1
4
4
8
0012FEAC
0012FEAC
0012FEB0
0012FEB4

这里我先不对上面的输出做出解释，或许你看了这样的输出会有疑惑，是不是和你想象的不一样？带着疑问

继续往下面看。
下面我再给出两段代码，同时给出他们各自的输出，然后再对这些输出做出解释：

二，六边形（菱形一）
class A
{ };

class B : virtual public A
{
};

class C : virtual public A
{
};

class D : /*virtual */public B
{
};

class E : /*virtual */public C
{

};
class F : public E, public D
{
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
A a;
B b;
C c;
D d;
E e;
F f;

int *pf = (int*)&f;
int *pf_e = (int*)(E*)(&f);
int *pf_d = (int*)(D*)(&f);
int *pf_c = (int*)(C*)(&f);
int *pf_b = (int*)(B*)(&f);
int *pf_a = (int*)(A*)(&f);

cout<< sizeof(a) << endl;
cout<< sizeof(b) << endl;
cout<< sizeof(c) << endl;
cout<< sizeof(d) << endl;
cout<< sizeof(f) << endl;
cout<< pf << endl;
cout<< pf_e << endl;
cout<< pf_d << endl;
cout<< pf_c << endl;
cout<< pf_b << endl;
cout<< pf_a << endl;

return 0;
}
输出结果：
1
4
4
4
4
8
0012FE94
0012FE94
0012FE98
0012FE94
0012FE98
0012FE9C

三，六边形（菱形二）

class A
{ };

class B : virtual public A
{
};

class C : virtual public A
{
};

class D : virtual public B
{
};

class E : virtual public C
{

};
class F : public E, public D
{
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
A a;
B b;
C c;
D d;
E e;
F f;

int *pf = (int*)&f;
int *pf_e = (int*)(E*)(&f);
int *pf_d = (int*)(D*)(&f);
int *pf_c = (int*)(C*)(&f);
int *pf_b = (int*)(B*)(&f);
int *pf_a = (int*)(A*)(&f);

cout<< sizeof(a) << endl;
cout<< sizeof(b) << endl;
cout<< sizeof(c) << endl;
cout<< sizeof(d) << endl;
cout<< sizeof(e) << endl;
cout<< sizeof(f) << endl;
cout<< pf << endl;
cout<< pf_e << endl;
cout<< pf_d << endl;
cout<< pf_c << endl;
cout<< pf_b << endl;
cout<< pf_a << endl;

return 0;
}
输出结果：
1
4
4
8
8
16
0012FE84
0012FE84
0012FE88
0012FE8C
0012FE90
0012FE8C

下面对其中的一，二做分析，三是一个有趣的现象，你可以考虑考虑：）

可以看到，只要有virtual的地方，都多出4个字节，用来干嘛？
在VC的编译器中，采用了virtual base calss pointer的方式来实现虚继承，从而保证子类回溯到基类的时

候只存在一个实体。多出来的4个字节就是用来存放各自的指向virtual base class 的地址的。

你可能又要问，a的大小为1，b，c……的大小只是4个4个增加，考虑内存对其，那不是会更大吗？

看到前面提到的一个问题了吗？
编译器只是为了记住a的时候才把a标示出来，如果知道a是空的，它既然有了子类，子类表示出来的时候，

当然基类就存在其中了：）

你可能又问？ 那为什么不把子类也表示为1，不就行了吗？当然不行，就像上面提到的，因为是为了实现虚

继承的菱形一样的继承样式，在子类中只存在基类一个实体，所以，就才用了指针的方式，而不是把整个实

体放到子类的内存中。

在以后的内容中，会不断添加参数，函数，虚函数，分析虚继承中内存的分布。

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