C++对象模型探索 / 子类的内存布局

最新推荐文章于 2024-01-06 17:25:31 发布

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本文通过一个C++栗子详细解析了多重继承中子类对象的内存布局，以及this指针在调用基类成员函数时的行为。揭示了编译器如何调整this指针以正确调用不同基类的函数。

一、栗子

#include <iostream>

class Father
{
public:
    Father()
    {
        std::cout << "I am father,this is " << this << std::endl;
    }

public:
    void func_father()
    {
        std::cout << "传入 Fahter::func_father() 的 this 指针是 " << this << std::endl;
    }
private:
    int father;
};

class Mother
{
public:
    Mother()
    {
        std::cout << "I am Mother,this is " << this << std::endl;
    }

public:
    void func_mother()
    {
        std::cout << "传入 Mother::func_mother() 的 this 指针是 " << this << std::endl;
    }
private:
    int mother;
};

class Son : public Father,
            public Mother
{
public:
    Son()
    {
        std::cout << "I am Son,this is " << this << std::endl;
    }

public:
    void func_Son()
    {
        std::cout << "传入 Son::func_Son() 的 this 指针是 " << this << std::endl;
    }
private:
    int son;
};

int main()
{
    Son s;

    std::cout << std::endl;
    
    s.func_father();
    s.func_mother();
    s.func_Son();

    return 0;
}

结果：

I am father,this is 0xffffcc14
I am Mother,this is 0xffffcc18
I am Son,this is 0xffffcc14

传入 Fahter::func_father() 的 this 指针是 0xffffcc14
传入 Mother::func_mother() 的 this 指针是 0xffffcc18
传入 Son::func_Son() 的 this 指针是 0xffffcc14

二、详解

由上述代码可知，子类的内存布局如下图所示，

由于“Son”继承顺序是“Father”、“Mother”，所以内存布局中 Father 类排布在起始位置，之后是 Mother 类，最后才是 Son 类自身的变量（当然，初始化顺序也是 Father 、Mother，最后才是 Son ）。

具体为什么内存布局中只有变量而没有函数的原因，请看链接。

最后还有一个问题，为什么 Son 的对象调用可以调用 Father 和 Mother 类的函数呢？因为编译器在调用 Father 和 Mother 的函数时，调整了传入到 Func_Father 和 Func_Mother 函数的 this 指针，使 this 指针是各个函数所在类的对象的 this 指针，从而达到了调用各个类的函数的目的。

（SAW：Game Over！）