1、3)派生类新增的数据成员其中,派生类的虚表,是在基类的虚表基础之上所作的修改,有可能是:1)对基类中虚函数地址的覆盖2)派生类中新增的虚函数地址1)只要有虚函数,就有虚表产生。2)虚表中条目的个数,是本类中虚函数的个数 3)虚表中各条目的顺序,与类中声明(定义)的虚函数顺序一致1.3 多重继承,无虚函数的情况多重继承、无虚函数的情况是:这里与1.1 单继承,无虚函数的情况 的差别是可能存在多个基类。这里基类数据成员的排放,是按照继承的数据依次进行的。1.4 多重继承,有虚函数的情况多重继承,有虚函数的情况是:1)基类的虚表指针3)基类的虚表指针4)基类的数据成员5)派生类新增的数据成员这里与1
2、.2 单继承,有虚函数的情况 的差别是虚表这里说基类的虚表指针,其实是不太恰当的,因为它们实际上是派生类虚表的一部分。也就说,派生类的虚表是由多个基类的虚表所构成的。不存在一个单一的派生类的虚表。派生类的虚表条目是在各基类的虚表基础之上修改所得,可能包括:1) 对基类中虚函数的覆盖, 会更新各基类虚表中的条目2) 派生类中新增的虚函数地址, 会追加到第一个继承的基类的虚表中至此,上面是从单继承/多重继承, 无/有虚函数的角度 进行的梳理。下面将以菱形继承为主线,来进行梳理。(菱形继承中可能出现二义性,会逐步的引入虚继承,虚基类的概念)菱形继承(diamond-inheritance)1.5 菱
3、形继承,无虚函数的情况Class A ;Class B: public A ;Class C:Class D: public B, public C ;菱形继承,无虚函数的情况是:1)基类B的数据成员a) 基类A的数据成员b) 派生类B新增的数据成员2)基类C的数据成员b) 派生类C新增的数据成员3)派生类D新增的数据成员这里仍然是没有太大的变化,按照基类、派生类的顺序安放数据成员。1.6 菱形继承,有虚函数的情况菱形继承,有虚函数的情况:1) 基类B的虚表指针a) 基类A的虚函数 (未被覆盖的部分)b) 基类B的虚函数 (覆盖A的部分,新增的部分)c) 派生类D的虚函数 (新增的部分)2)
4、基类B的数据成员3) 基类C的虚表指针a) 基类A的函数 (未被覆盖的部分)b) 基类C的虚函数 (覆盖A的部分,新增的部分4) 基类C的数据成员5) 派生类D新增的数据成员仍然要说一点,这里说基类的虚表指针,其实是不太合适的,它们是派生类的虚表的一部分,是派生类在基类的虚表基础之上所做修改而来的:1) 如果派生类中的虚函数与基类中的形成覆盖,则派生类会对基类的虚表中相应条目做覆盖处理2) 派生类中新增的虚函数地址,追加至第一个继承的基类虚表中。1.7 菱形继承,无虚函数,为虚继承的情况在上面的中,最基类A,在内存空间中有多份拷贝。利用虚继承可以解决,此时最基类A成为虚基类。所以,菱形继承,无
5、虚函数,为虚继承的情况,也就是菱形继承,无虚函数,有虚基类的情况。虚继承的引入,使得虚基类在内存中仅存一份拷贝,同时带来的影响还有内存空间布局的变化。大概有:1)虚基类的数据成员在内存中的位置2)偏移表偏移表的存在,是因为虚基类的单份存在,而虚基类A又被B, C所共享,所以对B,C而言,它们就各自需要确定A的所在位置。 偏移表就是用于该问题。偏移表的数目,就是直接继承自虚基类的派生类的数目。现在来一一测试。在看到这些信息后,我们猜测其内存空间的布局:1) B的偏移表, 在ecx处 2) B的数据成员, 在ecx + 4处3) C的偏移表, 在ecx + 8处4) C的数据成员,在ecx + 0
6、C处5) D的数据成员, 在ecx + 10处6) A的数据成员, 在ecx + 14处下面先对偏移表进行跟踪正是通过这些入栈操作,来进行条件跳转的。这是最后的内存空间布局。现总结如下:1) 基类B的偏移表指针 2) 基类B新增的数据成员3) 基类C的偏移表指针4) 基类C新增的数据成员6) 虚基类的数据成员1.8 菱形继承,有虚函数,为虚继承的情况相较于1.7,这里增加了虚函数,那么又有什么不同呢?根据这些,大概猜测其内存空间布局如下:1)基类B的虚表指针2)基类B的偏移表指针3)基类B的数据成员4)基类C的虚表指针5)基类C的偏移表指针6)基类C的数据成员7)派生类D的虚表指针 (后证实,
7、不是这样的,而是分割)8)派生类D的数据成员9)虚基类A的虚表10)虚基类A的数据成员下面来一一查看。设置偏移表。偏移表的设置,在虚表设置之前。这里的偏移表的第二项,用于确定本类(B)对虚基类(A)的定位。而第一项,像是本类的虚表指针相对于偏移表的偏移。这里有分割线的概念,用于分割非虚基类和虚基类。此时,对于两个虚表,有点疑惑至此,完成了对内存空间布局的更新,现总结如下:a) B新增的虚函数b) D新增的虚函数2) 基类B的偏移表指针3) 基类B新增的数据成员4) 基类C的虚表指针a) C新增的虚函数5) 基类C的偏移表指针6) 基类C新增的数据成员7) 派生类D新增的数据成员8) 分割9)
8、虚基类的虚表指针a) A未被覆盖的虚函数b) D覆盖的虚函数10) 虚基类的数据成员所以,这里各虚表的特点是仅存放新增的虚函数地址。至于那些覆盖的,则放在虚基类的虚表中。上面这些,是以菱形继承为基础,控制有无虚函数,是否为虚继承,所进行的测试。2. 总结现在来试着从更全面的角度来看,试图总结它们的规律。2.1 无虚函数,仅有数据成员的情况1.1, 1.3, 1.5的布局都很相似基类数据成员、派生类新增的数据成员按照这样的顺序进行排放。而在1.7的情境中,因虚基类的存在,仅存一份拷贝,引入偏移表。2.2 有虚函数的情况这是虚函数的存在,引入了虚表。可见它们也大致遵循着类似的规则:1)虚表指针,
9、偏移表指针, 数据成员2)原数据成员, 新增数据成员3)原虚函数,新增的虚函数2.3 其他情况上面大致描述了一些基本框架情况,在此基础上还可以有其他的变形。比如:1) 多重继承中,A,B C A没有虚函数,B有虚函数这对内存空间布局的影响 B的虚表指针,B的数据成员,A的数据成员,C新增的数据成员2) 单单两个类间的虚继承A virtual Ba)无虚函数的情况B的偏移表指针B新增的数据成员虚基类A的数据成员b)有虚函数的情况 这还要看是否发生覆盖,如果没有覆盖:虚基类A的虚表指针 如果有了覆盖: B的偏移指针分割其他不再详述。2.4 覆盖、新增在虚继承中,有分割这么一说用0x00000000来分割非虚基类和虚基类。但是,分割是否出现,这还取决于是否新增了虚函数。其实,对于虚函数,都存在覆盖和新增的视角处理。这涉及到对虚表的更新处理。2.5 本类的虚表可以这么说,在继承中是不存在本类的虚表这么一说的。都是在其基类的虚表基础之上,或进行覆盖,或进行新增。当然了,一般的,新增的虚函数地址,是存放在第一个基类虚表里的。2.6 偏移表,虚表偏移表中一般两项,第二项用于本类对虚基类的定位,是偏移相关。而第一项,好像是本类的虚表相对于本类偏移表的偏移。当本类没有虚表时,第一项就是0。当本类的虚表在偏移之上时,该值为负,刚好是它们间的差值。 (一般如此)为正的情况呢?
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