【c++】深入剖析虛擬繼承與各種繼承關係中派生類內成員記憶體分佈情況及虛基類表的內容

阿新 • • 發佈：2019-01-09

概要

本文講述在VS2012環境下，採用程式碼和圖結合的方法，分析C++程式碼中不同繼承方式的物件模型，以及從彙編角度分析虛擬繼承編譯器生成的虛基類表裡的內容，不涉及虛擬函式。

繼承分類：

1.單繼承

一個子類只有一個直接父類

// 單繼承  工人類 繼承 人類
class Person
{
	//...
};
class Worker : public Person
{
	//...
};

2.多繼承

一個子類有兩個以上直接父類

// 多繼承 農民工類分別繼承 工人類 和 農民類
class Worker
{
	// ...
};
class Farmer
{
	// ...
};
class MigrantWorker : public Worker, public Farmer
{
	// ..
};

3.多重繼承

繼承關係大於兩層

// 多繼承 工人類繼承 Person類 農民工類繼承Worker類
class Person
{
	// ...
};
class Worker : Person
{
	// ...
};
class MigrantWorker : public Worker
{
	// ..
};

4.菱形繼承

兩個子類繼承同一個父類，而又有子類同時繼承這兩個子類。

// 菱形繼承也叫鑽石繼承 
// 工人類繼承人類， 農民繼承人類， 農民工類繼承工人類和農民類
class Person
{
	//...
};
class Worker : public Person
{
	//...
};
class Framer : public Person
{
	//...
};
class MigrantWorker : public Worker,public Framer
{
	//...
};

派生類記憶體分佈情況： 1.單繼承

2.多繼承

我們改變Worker類和 Farmer類的繼承順序再觀察：

3.多重繼承

4.菱形繼承

在MigrantWorker的物件中有兩份Person的成員，導致菱形繼承存在二義性和資料冗餘的問題，而虛擬繼承可以很好地解決菱形繼承的二義性和資料冗餘問題。

虛擬繼承：

虛擬繼承與單繼承：

// 工人類虛繼承 Person類
class Person
{
public:
	int dataPerson;
};
class Worker : virtual public Person
{
public:
	int dataWorker;
};

int main()
{
	Worker w;
	w.dataPerson = 1;
	w.dataWorker = 2;
	return 0;
}

記憶體分佈圖情況：

我們可以看到在物件w的成員資料之前多了4個位元組，下面我們來分析一下這四個位元組是什麼.

先開啟看一看裡面存的是什麼：

裡面儲存了0和8這又是什麼呢？

首先進入派生類的建構函式：

進入建構函式內：

然後繼續執行下去直到ret返回後：

然後繼續執行：

然後下一步，mov dword ptr w[ecx],1 即在派生類物件首地址往後偏移ECX（8）個位元組然後存入1，而派生類則是利用ebp-XX 的方式棧幀賦值。至此我們已經搞清楚“表”裡的08儲存的是什麼，即：基類物件成員在派生類物件中與派生類物件首地址之間的偏移量。00到底是什麼請繼續看下面的分析。

虛擬繼承與多繼承：

（1）先繼承的類為虛基類時

記憶體分佈圖：