菱形继承下的虚函数表指针

本文基于VS2012编译器，不同的编译器结果可能有较大出入

来看这样一段代码

class A
{ };
class C:virtual public A
{ };
class B:virtual public A
{ };
class D:public C,public B
{ };
int main ()
{
	cout<<sizeof(A)<<endl;
	cout<<sizeof(C)<<endl;
	cout<<sizeof(B)<<endl;
	cout<<sizeof(D)<<endl;
}

最简单的菱形继承，C和B中因为virtual继承了A，所以内含一个虚基类指针指向A，A由编译器自动填充一个char

运行结果

D继承了C和B，拥有C和B包含的成员变量，两个虚基类指针，而且在当前环境下，A被布局在D的尾部，详情如下

1> class A   size(1):
1>     +---
1>     +---

1> class C   size(4):
1>     +---
1> 0   | {vbptr}
1>     +---
1>     +--- (virtual base A)
1>     +---
1>

1> class B   size(4):
1>     +---
1> 0   | {vbptr}
1>     +---
1>     +--- (virtual base A)
1>     +---
1>

1> class D   size(8):
1>     +---
1>     | +--- (base class C)
1> 0   | | {vbptr}
1>     | +---
1>     | +--- (base class B)
1> 4   | | {vbptr}
1>     | +---
1>     +---
1>     +--- (virtual base A)
1>     +---
1>

事实和我们的预测符合，接下来引入虚函数

class A
{ };
class C:virtual public A
{
public:
	virtual void fun(){ }
};
class B:virtual public A
{
public:
	virtual void fun(){ }
};
class D:public C,public B
{
public:
	virtual void fun(){ }
};
int main ()
{
	cout<<sizeof(A)<<endl;
	cout<<sizeof(C)<<endl;
	cout<<sizeof(B)<<endl;
	cout<<sizeof(D)<<endl;
}

现在C里除了虚基类指针还有一个虚函数表指针，B同理，D继承来自两个具有虚函数的类，所以D里也会有两个虚函数表指针，

加上B和C的虚基类指针，一共16

结果如下

1> class A   size(1):
1>     +---
1>     +---
1>

1>
1> class C   size(8):
1>     +---
1> 0   | {vfptr}
1> 4   | {vbptr}
1>     +---
1>     +--- (virtual base A)
1>     +---
1>
1
1>
1> class B   size(8):
1>     +---
1> 0   | {vfptr}
1> 4   | {vbptr}
1>     +---
1>     +--- (virtual base A)
1>     +---
1>

1>
1> class D   size(16):
1>     +---
1>     | +--- (base class C)
1> 0   | | {vfptr}
1> 4   | | {vbptr}
1>     | +---
1>     | +--- (base class B)
1> 8   | | {vfptr}
1> 12   | | {vbptr}
1>     | +---
1>     +---
1>     +--- (virtual base A)
1>     +---

可是如果把上边A类的代码中加入一个虚函数

class A
{
public:
	virtual void fun() { }
};

会产生意想不到的结果

D的大小居然变成了12，百思不得其解，只能求助于编译器

1> class A   size(4):
1>     +---
1> 0   | {vfptr}
1>     +---
1>

1>
1> class C   size(8):
1>     +---
1> 0   | {vbptr}
1>     +---
1>     +--- (virtual base A)
1> 4   | {vfptr}
1>     +---
1>

1>
1> class B   size(8):
1>     +---
1> 0   | {vbptr}
1>     +---
1>     +--- (virtual base A)
1> 4   | {vfptr}
1>     +---
1>

1>
1> class D   size(12):
1>     +---
1>     | +--- (base class C)
1> 0   | | {vbptr}
1>     | +---
1>     | +--- (base class B)
1> 4   | | {vbptr}
1>     | +---
1>     +---
1>     +--- (virtual base A)
1> 8   | {vfptr}
1>     +---
1>

忽视了很重要的一点，当派生类在执行自己的构造函数的时候，修改的是第一个继承的基类的虚函数表指针，也就是说B和C在继承A的时候，使用的指针是原本属于A的，是A的成员变量，B和C并没有生成自己的虚函数表指针。又因为虚继承的原因，保证了虚基类在派生类中只有唯一一个实例，所以到了D中，B和C的虚函数表就被诡异的合成了一个，而且其中已经被D改写为指向自己的虚函数表。bravo~

还有一点，在多重继承下，所有基类的虚函数指针虽然都会被保留到派生类中，但是他们的偏移量都会被设置成第一个虚函数表指针，而且第一个虚函数表指针指向当前对象的虚函数表。

------------

又试了一下，虚拟继承的子类如果有新定义的虚函数，内部还是会有自己的虚函数表指针，也就是说虽然只有一个基类，但是子类却还是会有两个虚函数表指针，十分复杂。

引用一下Lippman在书中的话 “我的建议是，不要再一个virtual base class中声明nonstatic data members。如果这么做，你会距离复杂的深渊愈来愈近，终不可拔。”

菱形继承下的虚函数表指针

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