虚继承 虚基类的子类内存布局

版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/YL970302/article/details/88639140

1、普通多继承的内存布局

class A
{
public:
	int dataA;
};

class B : public A
{
public:
	int dataB;
};

class C : public A
{
public:
	int dataC;
};

class D : public B, public C
{
public:
	int dataD;
};

B类的内存布局                                                                                     C类的内存布局

                                          

D类的内存布局

从类D的内存布局可以看到A派生出B和C，B和C中分别包含A的成员。再由B和C派生出D，此时D包含了B和C的成员。这样D中就总共出现了2个A成员。

二、虚继承的内存分布

class A
{
public:
	int dataA;
};

class B : virtual public A
{
public:
	int dataB;
};

class C : virtual public A
{
public:
	int dataC;
};

class D : public B, public C
{
public:
	int dataD;
};

B的内存分布                                                                          C的内存分布

                     

D的内存分布

我们可以看到，菱形继承体系中的子类在内存布局上和普通多继承体系中的子类类有很大的不一样。对于类B和C，sizeof的值变成了12，除了包含类A的成员变量dataA外还多了一个指针vbptr，类D除了继承B、C各自的成员变量dataB、dataA和自己的成员变量外，还有两个分别属于B、C的指针。

那么类D对象的内存布局就变成如下的样子：

vbptr：继承自父类B中的指针

int dataB：继承自父类B的成员变量

vbptr：继承自父类C的指针

int dataC：继承自父类C的成员变量

int dataD：D自己的成员变量

int A：继承自父类A的成员变量

显然，虚继承之所以能够实现在多重派生子类中只保存一份共有基类的拷贝，关键在于vbptr指针。那vbptr到底指的是什么？又是如何实现虚继承的呢？其实上面的类D内存布局图中已经给出答案：

实际上，vbptr指的是虚基类表指针（virtual base table pointer），该指针指向了一个虚表（virtual table），虚表中记录了vbptr与本类的偏移地址；第二项是vbptr到共有基类元素之间的偏移量。在这个例子中，类B中的vbptr指向了虚表D::$vbtable@B@，虚表表明公共基类A的成员变量dataA距离类B开始处的位移为20，这样就找到了成员变量dataA，而虚继承也不用像普通多继承那样维持着公共基类的两份同样的拷贝，节省了存储空间。