C++虚函数对象模型剖析

最新推荐文章于 2023-08-22 14:59:05 发布

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分类专栏： C++ 文章标签： C++ 继承虚函数

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本文通过几个实例探讨了C++中类对象模型的基本概念，包括简单继承、包含虚函数的继承、多重继承以及菱形继承的情况，并展示了不同情况下类对象的内存布局。

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测试环境：VS2013

C++中的类对象模型有简单的，也有复杂的。今天尝试着剖析一下，以加深对继承，虚函数等的理解。

从最简单的继承开始

class Base
{
public:
	int b;
};

class Derive : public Base
{
public:
	int d;
};

int main()
{
    cout << sizeof(Derive) << endl;
	Derive d1;
	d1.b = 0x01;
	d1.d = 0x02;
	return 0;
}

定义一个基类Base类，将其成员变量设为公有，为了方便修改。定义一个派生类Derive类，继承自Base类。在main中输出派生类的大小，创建一个Derive类对象，对它的成员数据分别赋值以方便在内存中进行区分。运行程序输出8 个字节，我们可以依据这个数值通过&d1将内存中的d1截取出来：

可以看出d1的对象模型：

这个就作为练手。剩下的说的就不那么详细了。

继承+虚函数

class Base
{
public:
	virtual void fun1(){}
	virtual void fun2(){}
public:
	int b;
};

class Derive : public Base
{
public:
	virtual void fun1(){}
	virtual void fun2(){}
	virtual void fun3(){}
public:
	int d;
};

int main()
{
	cout << sizeof(Derive) << endl;
	Derive d1;
	d1.b = 0x01;
	d1.d = 0x02;

	return 0;
}

输出12：

虚函数+多重继承

class Base
{
public:
	virtual void fun1()
	{
		cout << "Base::fun1()" << endl;
	}
	virtual void fun2()
	{
		cout << "Base::fun2()" << endl;
	}
public:
	int b;
};

class C : public Base
{
public:
	virtual void fun1()
	{
		cout << "C::fun1()" << endl;
	}
public:
	int c;
};

class Derive : public C
{
public:
	virtual void fun2()
	{
		cout << "Derive::fun2()" << endl;
	}
	virtual void fun3()
	{
		cout << "Derive::fun3()" << endl;
	}

public:
	int d;
};

int main()
{
	cout << sizeof(Derive) << endl;
	Derive d1;
	d1.b = 0x01;
	d1.c = 0x0c;
	d1.d = 0x02;
	d1.fun1();
	d1.fun2();
	d1.fun3();

	return 0;
}

输出16：

菱形继承+虚函数

class Base
{
public:
	virtual void fun0()
	{
		cout << "Base::fun0()" << endl;
	}
	virtual void fun1()
	{
		cout << "Base::fun1()" << endl;
	}
	virtual void fun2()
	{
		cout << "Base::fun2()" << endl;
	}
public:
	int b;
};

class C1 : public Base
{
public:
	virtual void fun1()
	{
		cout << "C1::fun1()" << endl;
	}
public:
	int c;
};

class C2 : public Base
{
public:
	virtual void fun1()
	{
		cout << "C2::fun1()" << endl;
	}
public:
	int c;
};

class Derive : public C1, public C2
{
public:
	virtual void fun2()
	{
		cout << "Derive::fun2()" << endl;
	}
	virtual void fun3()
	{
		cout << "Derive::fun3()" << endl;
	}

public:
	int d;
};

int main()
{
	cout << sizeof(Derive) << endl;
	Derive d1;
	d1.C1::b = 0x01;
	d1.C1::c = 0x1c;
	d1.C2::b = 0x01;
	d1.C2::c = 0x2c;
	d1.d = 0x02;

	d1.C1::fun0();
	d1.C1::fun1();
	d1.C1::fun2();

	d1.C2::fun0();
	d1.C2::fun1();
	d1.C2::fun2();

	d1.fun3();

	return 0;
}