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c++對象內存模型【內存布局】(轉)

dbd 對象大小 成員函數 .cn eof 註意 .cpp als his

總結:1、按1繼承順序先排布基於每個父類結構。2、該結構包括:基於該父類的虛表、該父類的虛基類表、父類的父類的成員變量、父類的成員變量。3、多重繼承且連續繼承時,虛函數表按繼承順序排布函數與虛函數。4、而後排布子類的成員變量。5、排布虛基類的虛函數表。6、虛基類的成員變量

#類中的元素

0. 成員變量 1. 成員函數 2. 靜態成員變量 3. 靜態成員函數 4. 虛函數 5. 純虛函數

#影響對象大小的因素

0. 成員變量 1. 虛函數表指針(_vftptr) 2. 虛基類表指針(_vbtptr) 3. 內存對齊

_vftptr、_vbtptr的初始化由對象的構造函數, 賦值運算符自動完成;對象生命周期結束後,由對象的析構函數來銷毀。
對象所關聯的類型(type_info),通常放在virtual table的第一個slot中。

虛繼承:在繼承定義中包含了virtual關鍵字的繼承關系;
虛基類:在虛繼承體系中的通過virtual繼承而來的基類,需要註意的是:
class CDerive : public virtual CBase {}; 其中CBase稱之為CDerive的虛基類,而不是說CBase就是個虛基類,因為CBase還可以為不是虛繼承體系中的基類。

虛函數被派生後,仍然為虛函數,即使在派生類中省去virtual關鍵字。

註:【下文中_vbptr即_vbtptr】

#對象內存布局分類討論

vc6變量查看器中(Locals,Watch1等),也可以看到部分對象布局的情況(不完整,且虛繼承是錯誤的)。

vs2005及以後版本的編譯器提供了/d1reportSingleClassLayout[類名]編譯選項來查看對象完整的內存布局:

cl classLayout.cpp /d1reportSingleClassLayoutCChildren

0. 單一類

(1). 空類

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sizeof(CNull)=1(用於標識該對象)

(2). 只有成員變量的類

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int nVarSize = sizeof(CVariable) = 12

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內存布局:

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(3). 只有虛函數的類

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int nVFuntionSize = sizeof(CVFuction) = 4(虛表指針)

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內存布局:

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(4). 有成員變量、虛函數的類

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int nParentSize = sizeof(CParent) = 8

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內存布局:

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1. 單一繼承(含成員變量、虛函數、虛函數覆蓋)

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int nChildSize = sizeof(CChildren) = 12

vc中顯示的結果(註:還有1個虛函數CChildren::g1沒有被顯示出來):

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d1reportSingleClass查看:

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內存布局:

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2. 多繼承 (含成員變量、虛函數、虛函數覆蓋)

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int nChildSize = sizeof(CChildren) = 20

vc中顯示的結果(註:還有2個虛函數CChildren::f2,CChildren::h2沒有被顯示出來,this指針的adjustor[調整值]也沒打印出):

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內存布局:

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3. 深度為2的繼承(含成員變量、虛函數、虛函數覆蓋)

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int nGrandSize = sizeof(CGrandChildren) = 24

vc中顯示的結果(註:還有3個虛函數CGrandChildren::f2,CChildren::h2,CGrandChildren::f3沒有顯示出來,this指針的adjustor[調整值]也沒打印出):

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內存布局:

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4 重復繼承(含成員變量、虛函數、虛函數覆蓋)

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int nGrandSize = sizeof(CGrandChildren) = 28

vc中顯示的結果(註:還有大量的虛函數沒有顯示出來,this指針的adjustor[調整值]也沒打印出):

thunk函數:一種形實轉換輔助函數;主要做this指針調整,函數調用重定向。

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內存布局:

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由於m_nAge在內容中存在兩個拷貝,因此我們不能直接通過pGrandChildrenA->m_nAge來訪問該變量,

這樣會存在二義性,編譯器無法知道應該訪問CChildren1中的m_nAge,還是CChildren2中的m_nAge。

為了標識唯一的m_nAge,就需要帶上其所在範圍的類名了。如下:

1 pGrandChildrenA->CChildren1::m_nAge = 1;
2 pGrandChildrenA->CChildren2::m_nAge = 2;

5. 單一虛繼承(含成員變量、虛函數、虛函數覆蓋)

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int nChildSize = sizeof(CChildren) = 20

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內存布局:

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6. 多虛繼承(含成員變量、虛函數、虛函數覆蓋)

(1) virtual CParent1, CParent2

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int nChildSize = sizeof(CChildren) = 24

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內存布局:

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(2) CParent1, virtual CParent2

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int nChildSize = sizeof(CChildren) = 24

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內存布局:

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(3) virtual CParent1, virtual CParent2

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int nChildSize = sizeof(CChildren) = 28

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內存布局:

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7. 鉆石型的虛擬多重繼承(含成員變量、虛函數、虛函數覆蓋)

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int nGrandChildSize = sizeof(CGrandChildren) = 36

d1reportSingleClass查看:

thunk函數:一種形實轉換輔助函數;主要做this指針調整,函數調用重定向。

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內存布局:

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#外部參考

C++類對應的內存結構

陳皓- C++ 虛函數表解析

陳皓 - C++ 對象的內存布局(上)

陳皓 - C++ 對象的內存布局(下)

c++對象內存模型【內存布局】(轉)