C++繼承詳解之三——菱形繼承+虛繼承內存對象模型詳解vbptr（1）

輸出為：

我們分析一下結果：<喎?http://www.Bkjia.com/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">vcD4NCjxwcmUgY2xhc3M9"brush:java;"> class B //基類 { public: B() { cout << "B" << endl; } ~B() { cout << "~B()" << endl; } };

首先，基類中除了構造函數和析構函數沒有其他成員了，所以

sizeof(B) = 1;

有的初學者可能會問為什麼為1，首先類在內存中的存儲是這樣的：
如果有一個類B

class B
{
    public:
    int b;
    void fun();
};
int Test()
{
    B b1,b2,b3;
}

那麼在內存中模型如下圖

所以成員函數是單獨存儲，並且所有類對象公用的。
那麼有人可能要說那sizeof（B）為什麼不為0，那是因為編譯器要給對象一個地址，就需要區分開所有的類對象，1只是一個占位符，表示這個對象存在，並且讓編譯器給這個對象分配地址。
現在sizeof（B）的問題解決，下面看C1與C2

class C1 :virtual public B
{
public:
    C1()
    {
        cout << "C1()" << endl;
    }
    ~C1()
    {
        cout << "~C1()" << endl;
    }
};
class C2 :virtual public B
{
public:
    C2()
    {
        cout << "C2()" << endl;
    }
    ~C2()
    {
        cout << "~C2()" << endl;
    }
};

由於C1與C2都是虛擬繼承，故會在C1，C2內存起始處存放一個vbptr，為指向虛基類表的指針。
那麼這個指針vbptr指向什麼呢？
我們在main函數中生成一個C1類對象c1

int main()
{
    C1 c1;
    return 0;
}

在內存中查看c1究竟存了什麼

由上圖我們可以看出，c1占了四個字節，存了一個指針變量，指針變量的內容就是c1的vbptr指向的虛基類表的地址。
那我們去c1.vbptr指向的虛基類表中查看下究竟存了什麼。

可以看到，這個虛基類表有八個字節，分別存的為0和4。
那麼0和4代表的都是什麼呢？
虛基類表存放的為兩個偏移地址，分別為0和4。
其中0表示c1對象地址相對與存放vptr指針的地址的偏移量
可以用&c1->vbptr_c1表示。
其中vptr指的是指向虛表的指針，而虛表是定義了虛函數後才有的，由於我們這裡沒有定義虛函數，當然也就沒有vptr指針，所以偏移量為0.
8表示c1對象中基類對象部分相對於存放vbptr指針的地址的偏移量
可以用&c1(B)-&vbpt表示，其中&c1(B)表示對象c1中基類B部分的地址。
c2的內存布局與c1一樣，因為C1，C2都是虛繼承自B基類，且C1，C2都沒有加數據成員。

現在大家都對

sizeof(C1) = 4;
sizeof(C2) = 4;

沒有什麼疑慮了吧。
總結一下，因為C1，C2是虛繼承自基類B，所以編譯器會給C1，C2中生成一個指針vbptr指向一個虛基類表，即指針vbptr的值是虛基類表的地址。
而這個虛基類表中存儲的是偏移量。
這個表中分兩部分，第一部分存儲的是對象相對於存放vptr指針的偏移量，可以用&(對象名)->vbptr_(對象名)來表示。對c1對象來說，可以用&c1->vbprt_c1來表示。
vptr指針是指向虛表的指針，而只有在類中定義了虛函數才會有虛表，因為我們這個例子中沒有定義虛函數，所以沒有vptr指針，所以第一部分偏移量均為0。
表的第二部分存儲的是對象中基類對象部分相對於存放vbptr指針的地址的偏移量，我們知道在本例中基類對象與指針偏移量就是指針的大小。

在內存中看d究竟存了什麼

如上圖所示，d的內存中存了兩個指針，我們進入指針存放的地址看裡面究竟是什麼：

如上圖所示，d中存放了兩個虛基類指針，每個虛基類表中存儲了偏移量。
說了這麼多，還是太抽象了。
現在看一下內存布局：

2.類中加數據成員
上面我們剖析了不加數據成員的菱形繼承，下面剖析一下加數據成員的，這樣可以更清晰的看出內存布沮喎?http://www.Bkjia.com/kf/yidong/wp/" target="_blank" class="keylink">WPC9wPg0KPHByZSBjbGFzcz0="brush:java;"> #include using namespace std; class B { public: B() { cout << "B" << endl; } ~B() { cout << "~B()" << endl; } int b; }; class C1 :virtual public B { public: C1() { cout << "C1()" << endl; } ~C1() { cout << "~C1()" << endl; } int c1; }; class C2 :virtual public B { public: C2() { cout << "C2()" << endl; } ~C2() { cout << "~C2()" << endl; } int c2; }; class D :public C1, public C2 { public: D() { cout << "D()" << endl; } ~D() { cout << "~D()" << endl; } void fun() { b = 0; c1 = 1; c2 = 2; d = 3; } int d; }; int main() { cout << sizeof(B) << endl; cout << sizeof(C1) << endl; cout << sizeof(C2) << endl; cout << sizeof(D) << endl; D d; d.fun(); return 0; }

這次的輸出為：

這次我們再剖析下各個類的輸出大小

class C1 :virtual public B
{
public:
    C1()
    {
        cout << "C1()" << endl;
    }
    ~C1()
    {
        cout << "~C1()" << endl;
    }
    int c1;
};

首先C1,C2都是虛繼承自基類B的，所以我就一起剖析了。
首先B占四個字節沒有問題，因為B類中有int b數據成員，所以B類占四個字節。
那麼C1，C2是虛繼承自B類的，所以C1，C2的內存布局是相似的，在這裡我只剖析一下C1。
我們在C1類中加一個Fun成員函數，為了更清楚的看到內存布局

class C1 :virtual public B
{
public:
    C1()
    {
        cout << "C1()" << endl;
    }
    ~C1()
    {
        cout << "~C1()" << endl;
    }
    void Fun()
    {
        b = 5;
        c1 = 6;
    }
    int c1;
};
int main()
{
    C1 c1;
    c1.Fun();
    return 0;
}

在main函數中生成對象c1，那麼在內存中的c1是什麼樣呢？

我們通過vbptr指針進入c1的虛基類表中

由上面兩圖我們可以畫出c1的內存布局

C2跟C1一樣。
所以

sizeof(C1) == 12;
sizeof(C2) == 12;

現在來看看D類的內存布局

class D :public C1, public C2
{
public:
    D()
    {
        cout << "D()" << endl;
    }
    ~D()
    {
        cout << "~D()" << endl;
    }
    void fun()//fun()函數主要幫助我們看D類的內存布局
    {
        b = 0;//基類數據成員
        c1 = 1;//C1類數據成員
        c2 = 2;//C2類數據成員
        d = 3;//D類自己的數據成員
    }
    int d;
};

我們進入內存中看d

可以看出，前四個字節是vbptr指針，然後是c1類，+另一個vbptr指針+c2類+D類數據成員d+基類B這樣的結構
我們進入第一個vbptr指針中看

可得出偏移量分別為0（因為沒有虛函數），14
再進入第二個vbptr指針中

可以看出偏移量分別為0（因為沒有虛函數），12
好了，到這裡我們可以畫出D類的內存布局了

所以，

sizeof(D) == 24;

這就是不帶虛函數的菱形繼承，關於帶虛函數的菱形繼承因為涉及到多態的知識。