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c++ - 虚函数和多重继承情况下的对象布局

coder 2023-11-16 原文

我最近在接受采访时被问及有关具有虚函数和多重继承的对象布局。
我在上下文中解释了它是如何在不涉及多重继承的情况下实现的(即编译器如何生成虚拟表，在每个对象中插入一个指向虚拟表的 secret 指针等等)。
在我看来，我的解释似乎缺少了一些东西。
所以这里有问题(见下面的例子)

  1. C 类对象的确切内存布局是什么。
  2. C 类的虚拟表条目。
  3. A、B 和 C 类对象的大小(由 sizeof 返回)。(8、8、16 ??)
  4. 如果使用虚继承呢？大小和虚拟表条目肯定会受到影响吗？

示例代码:

class A {  
  public:   
    virtual int funA();     
  private:  
    int a;  
};

class B {  
  public:  
    virtual int funB();  
  private:  
    int b;  
};  

class C : public A, public B {  
  private:  
    int c;  
};

谢谢!

最佳答案

内存布局和虚表布局取决于您的编译器。以我的 gcc 为例，它们看起来像这样:

sizeof(int) == 4
sizeof(A) == 8
sizeof(B) == 8
sizeof(C) == 20

请注意，sizeof(int) 和 vtable 指针所需的空间也可能因编译器和平台而异。 sizeof(C) == 20 而不是 16 的原因是 gcc 为 A 子对象分配了 8 个字节，为 B 子对象分配了 8 个字节，为其成员 int c 分配了 4 个字节。

Vtable for C
C::_ZTV1C: 6u entries
0     (int (*)(...))0
4     (int (*)(...))(& _ZTI1C)
8     A::funA
12    (int (*)(...))-0x00000000000000008
16    (int (*)(...))(& _ZTI1C)
20    B::funB

Class C
   size=20 align=4
   base size=20 base align=4
C (0x40bd5e00) 0
    vptr=((& C::_ZTV1C) + 8u)
  A (0x40bd6080) 0
      primary-for C (0x40bd5e00)
  B (0x40bd60c0) 8
      vptr=((& C::_ZTV1C) + 20u)

Using virtual inheritance 

class C : public virtual A, public virtual B

布局变为

Vtable for C
C::_ZTV1C: 12u entries
0     16u
4     8u
8     (int (*)(...))0
12    (int (*)(...))(& _ZTI1C)
16    0u
20    (int (*)(...))-0x00000000000000008
24    (int (*)(...))(& _ZTI1C)
28    A::funA
32    0u
36    (int (*)(...))-0x00000000000000010
40    (int (*)(...))(& _ZTI1C)
44    B::funB

VTT for C
C::_ZTT1C: 3u entries
0     ((& C::_ZTV1C) + 16u)
4     ((& C::_ZTV1C) + 28u)
8     ((& C::_ZTV1C) + 44u)

Class C
   size=24 align=4
   base size=8 base align=4
C (0x40bd5e00) 0
    vptridx=0u vptr=((& C::_ZTV1C) + 16u)
  A (0x40bd6080) 8 virtual
      vptridx=4u vbaseoffset=-0x0000000000000000c vptr=((& C::_ZTV1C) + 28u)
  B (0x40bd60c0) 16 virtual
      vptridx=8u vbaseoffset=-0x00000000000000010 vptr=((& C::_ZTV1C) + 44u)

使用 gcc，您可以添加 -fdump-class-hierarchy 来获取此信息。

关于c++ - 虚函数和多重继承情况下的对象布局，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/1321062/

多重ampintZTV1Csectionc++multiple-inheritancevtablevirtual-inheritancememory-layout

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