C++继承内存对象模型

          最近研究了一下，C++继承的内存对象模型。主要是读了读http://blog.csdn.net/haoel/article/details/3081328（C++ 对象的内存布局）。很推荐这篇文章。

         对这篇文章做了做总结。本文的大部分内容来自于这篇文章中的总结http://blog.csdn.net/haoel/article/details/3081328（C++ 对象的内存布局）。

           分为四种情况：

1.单继承

2.多继承（不含钻石继承）

3.非虚继承的钻石继承

4.虚继承的钻石继承

注：下面所有类中的函数都是虚函数。

1.单继承

单继承体系如下：

GrandChild对象的内存布局：

可见以下几个方面：

1）虚函数表在最前面的位置。

2）成员变量根据其继承和声明顺序依次放在后面。

3）在单一的继承中，被overwrite的虚函数在虚函数表中得到了更新。

2.多继承

多继承的体系如下：

Derive对象的内存布局如下：

我们可以看到：

1） 每个父类都有自己的虚表。

2）  子类的成员函数被放到了第一个父类的表中。

3） 内存布局中，其父类布局依次按声明顺序排列。

4） 每个父类的虚表中的f()函数都被overwrite成了子类的f()。这样做就是为了解决不同的父类类型的指针指向同一个子类实例，而能够调用到实际的函数。

出现钻石继承的虚继承的时候，虚基类在子类中只有一份。

出现钻石继承的非虚继承的时候，虚基类在每个子类中都有一份。

3.非虚继承的钻石继承

继承体系如下：

D的内存布局如下：

红色的部分就是重复的部分，就会造成二义性

4.虚继承的钻石继承（虚继承就是解决钻石继承问题的，如果不存在钻石继承，就不用虚继承）

继承体系如下：（红色专门标准虚继承）

D的内存布局如下：

可以看出，少了重合的部分。但是，代价是增加了一个虚函数指针

   

关于虚继承，多写一点儿

http://blog.csdn.net/xsh_123321/article/details/5956289

1.为什么需要虚继承

如下图所示如果访问Der::Fun or Der::m_nValue就会带来二义性，无法确定是调用Base1的还是Base2的，所以为了解决多重继承情况下成员访问的二义性，引入了虚继承机制。(说白了，虚继承就是共享继承，“共享”)

2.虚继承实现

在虚继承下，Der通过共享虚基类SuperBase来避免二义性，在Base1，Base2中分别保存虚基类指针，Der继承Base1,Base2,包含Base1, Base2的虚基类指针，并指向同一块内存区，这样Der便可以间接存取虚基类的成员，如下图所示：

3.不同编译器实现方式

不同编译器对间接存取的方法不同，以下以GCC和VC为例，均采用以下代码进行实验：

class SuperBase{public:    int m_nValue;    void Fun(){cout<<"SuperBase1"<<endl;}    virtual ~SuperBase(){}};class Base1:  virtual public SuperBase{public:virtual ~ Base1(){}};class Base2:  virtual public SuperBase{public:virtual ~ Base2(){}};class Der:public Base1, public Base2{public:virtual ~ Der(){}};void main(){cout<<sizeof(SuperBase)<<sizeof(Base1)<<sizeof(Base2)<<sizeof(Der)<<endl;}

1) GCC中结果为8, 12, 12, 16

解析：sizeof(SuperBase) = sizeof(int) + 虚函数表指针

sizeof(Base1) = sizeof(Base2) = sizeof(int) + 虚函数指针 + 虚基类指针

sizeof(Der) = sizeof(int) + Base1中虚基类指针 + Base2虚基类指针 + 虚函数指针 

GCC共享虚函数表指针，也就是说父类如果已经有虚函数表指针，那么子类中共享父类的虚函数表指针空间，不在占用额外的空间，这一点与VC不同，VC在虚继承情况下，不共享父类虚函数表指针，详见如下。

2）VC中结果为：8, 16, 16, 24

解析：sizeof(SuperBase) = sizeof(int) + 虚函数表指针

sizeof(Base1) = sizeof(Base2) = sizeof(int) + SuperBase虚函数指针 + 虚基类指针 + 自身虚函数指针

sizeof(Der) = sizeof(int) + Base1中虚基类指针 + Base2中虚基类指针 + Base1虚函数指针 + Base2虚函数指针 + 自身虚函数指针

如果去掉虚继承，结果将和GCC结果一样，A,B,C都是8，D为16，原因就是VC的编译器对于非虚继承，父类和子类是共享虚函数表指针的。