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淺談C++中派生類對象的內存規劃

編輯:關於C++

淺談C++中派生類對象的內存規劃。本站提示廣大學習愛好者:(淺談C++中派生類對象的內存規劃)文章只能為提供參考,不一定能成為您想要的結果。以下是淺談C++中派生類對象的內存規劃正文


次要從三個方面來講:

  1 單一承繼

  2 多重承繼

  3 虛擬承繼

1 單一承繼

(1)派生類完全擁有基類的內存規劃,並保證其完好性。

派生類可以看作是完好的基類的Object再加上派生類自己的Object。假如基類中沒有虛成員函數,那麼派生類與具有相反功用的非派生類將不帶來任何功能上的差別。另外,一定要保證基類的完好性。實踐內存規劃由編譯器自己決議,VS裡,把虛指針放在最前邊,接著是基類的Object,最後是派生類自己的object。舉個栗子:

class A
{
  int b;
  char c;
};
class A1 :public A
{
    char a;
};
int main()
{
  cout << sizeof(A) << " " << sizeof(A1) << endl;
  return 0;
}

輸入是什麼?

答案:

8 12

A類的話,一個int,一個char,5B,內存對齊一下,8B。A1的話,一個int,兩個char,內存對齊一下,也是8B。不對嗎?

我說了,要保證基類對象的完好性。那麼一定要保證A1類後面的幾個字節一定要與A類完全一樣。也就是說,A類作為內存補齊的3個字節也是要呈現在A1外面的。也就是說,A類是這樣的:int(4B)+char(1B)+padding(3B)=8B,A1類:int(4B)+char(1B)+padding(3B)+char(1B)+padding(3B)=12B。

(2)虛指針怎樣處置?

還是視編譯器而定,VS是永遠把vptr放在對象的最前邊。假如基類中含有虛函數,那麼處置狀況與上邊一樣。可是,假如基類中沒有虛函數而派生類有的話,那麼假如把vptr放在派生類的前邊的話,將會招致派生類中基類成分並不在最前邊。這將帶來什麼問題呢?舉栗:假定A不含虛,而A1含。

A *pA;
A1 obj_A1;
pA=&obj_A1;

假如A1完全包括A並且A位於A1的最前邊,那麼編譯器只需求把&obj_A1直接賦給pA就可以了。假如不是呢?編譯器就需求把&obj_A1+sizeof(vptr)賦給pA了。

2 多重承繼

說結論:VS的內存規劃是依照聲明順序陳列內存。再舉個栗子:

class point2d
{
public:
  virtual ~point2d(){};
  float x;
  float y;
};
class point3d :public point2d
{
  ~point3d(){};
  float z;
};
class vertex
{
public:
  virtual ~vertex(){};
  vertex* next;
};
class vertex3d :public point3d, public vertex
{
  float bulabula;
};


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
  cout << sizeof(point2d) << " " << sizeof(point3d) << " " << sizeof(vertex) << " " << sizeof(vertex3d) << endl;
  return 0;
}

輸入: 12 16 8 24。

內存規劃:

point2d: vptr(4)+x(4)+y(4)=12B

point3d: vptr+x+y+z=16B

vertex: vptr+next=8B

vertex3d: vptr+x+y+z+vptr+next+bulabula=28B

為什麼需求多個虛指針?請往下看。

3 虛擬承繼

(1)為什麼要有“虛承繼”這樣的機制?

復雜講,虛承繼是為也避免“diamond”承繼所帶來的問題。也就是類A1、A2都承繼於A,類B又同時承繼於A1、A2。這樣一來,類B中就有兩份類A的成員了,這樣的順序無法經過編譯。我們改成這樣的方式:

class A
{
public:
  int a;
  virtual ~A(); 
  virtual void fun(){cout<<"A"<<endl;}
};
class A1 :public virtual A
{
public:
  int a1;
  virtual void fun(){cout<<"A1"<<endl;}
};
class A2 :public virtual A
{
public:
  int a2;
  virtual void fun(){cout<<"A2"<<endl;}
}; 

class B :public A1,public A2 {
public:
  int b;
  virtual void fun(){cout<<"B"<<endl;}
  virtual void funB(){};
};

這樣就能避免這樣的事情發作。

(2)虛擬承繼與普通承繼的區別:

普通承繼使得派生類每承繼一個基類便擁有一份基類的成員。而虛擬承繼會把經過虛擬承繼的那一局部,放在對象的最後。從而使得只擁有一份基類中的成員。虛擬對象的偏移量被保管在Derived類的vtbl的this指向的上一個slot。比擬難了解。上面我給你個栗子。

(3)虛擬承繼的內存規劃:

每個派生類會把其不變局部放在後面,共享局部放在前面。

下面四個類的大小是怎樣的呢?

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
  cout << sizeof(A) << " " << sizeof(A1) << " " << sizeof(A2) << " " << sizeof(B) << endl;
  return 0;
}

輸入:8 16 16 28

內存規劃:

    A: vptr+a=8B

    A1: vptr+a1+vptrA+a=16B

    A2: vptr+a2+vptrA+a=16B

    A3: vptr+a1+vptrA2+a2+b+vptrA+a=28B

上個草圖:

那終究為什麼需求多個虛指針?將對象內存規劃和虛表構造搞清楚之後,答案是不是呼之欲出呢?

是的,由於這樣可以保證在將子類指針/援用轉換成基類指針時編譯器可以直接依據對像的內存規劃停止偏移,從而使得指向的第一個內容為虛指針,進而完成多態(依據靜態類型執行相應舉措)。

以上就是為大家帶來的淺談C++中派生類對象的內存規劃全部內容了,希望大家多多支持~

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