15多重继承虚继承的内存布局Word格式.docx

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？