c++继承内存分布实例

最新推荐文章于 2025-06-24 15:11:07 发布
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博客主要分析了不同继承方式下有无虚函数时的内存结构。包括单继承、多重继承和虚继承，详细阐述了子类有无重写虚函数、不同父类有无虚函数等情况对虚指针生成和内存布局的影响，如多重继承中虚函数父类内存位置、虚继承中虚基类位置等。

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单继承中没有虚函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

class CFather
{
public:
  int a = 0xaaaaaaaa;
};

class CSon : public CFather
{
};


int main()
{
  CSon s;
  system("pause");
  return 0;
}

内存如下图

单继承中有虚函数

注意：如果子类有虚函数，父类没有虚函数，子类自己会生成一个虚指针，如果父类有虚指针，子类继承了的话子类写了多个虚函数是不会生成虚指针的，

如下代码内存中只有一个虚指针

1子类没有重写虚函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

class CFather
{
public:
  virtual void Test()
  {
    cout << "CFather" << endl;
  }
  int a = 0xaaaaaaaa;
};

class CSon : public CFather
{
public:
  virtual void Test2()
  {
    cout << "Cson Test2" << endl;
  }
};


int main()
{
  CSon s;
  system("pause");
  return 0;
}

2子类重写虚函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

class CFather
{
public:
  virtual void Test()
  {
    cout << "CFather" << endl;
  }
  int a = 0xaaaaaaaa;
};

class CSon : public CFather
{
public:
  virtual void Test()
  {
    cout << "CSon" << endl;
  }
  virtual void Test2()
  {
    cout << "Cson Test2" << endl;
  }
};


int main()
{
  CSon s;
  system("pause");
  return 0;
}

内容简易图如下

 

多重继承

1多重继承无虚函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

class CFather1
{
public:
  void Test()
  {
    cout << "CFather" << endl;
  }
  int a = 0xaaaaaaaa;
};

class CFather2
{
public:
  void Test()
  {
    cout << "CFather" << endl;
  }
  int a = 0xbbbbbbbb;
};

class CSon : public CFather1,public CFather2
{
public:
  void Test2()
  {
    cout << "Cson Test2" << endl;
  }
};


int main()
{
  CSon s;
  system("pause");
  return 0;
}

没有虚函数内存中不会生成虚指针

2多重继承有两个父类都有虚函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

class CFather1
{
public:
  virtual void Test1()
  {
    cout << "CFather1" << endl;
  }
  int a = 0xaaaaaaaa;
};

class CFather2
{
public:
  virtual void Test2()
  {
    cout << "CFather2" << endl;
  }
  int a = 0xbbbbbbbb;
};

class CSon : public CFather1,public CFather2
{
public:
  virtual void Test1()
  {
    cout << "Cson Test1" << endl;
  }
  virtual void Test2()
  {
    cout << "Cson Test2" << endl;
  }
  virtual void Test3()
  {
    cout << "Cson Test3" << endl;
  }
};


int main()
{
  CSon s;
  system("pause");
  return 0;
}

内存结构图如下

3多重继承有只有一个父类有虚函数

这时候是有虚函数的父类的内存位于最上面,子类的虚函数挂靠到这个父类的虚表中

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

class CFather1
{
public:
  void Test1()
  {
    cout << "CFather1" << endl;
  }
  int a = 0xaaaaaaaa;
};

class CFather2
{
public:
  virtual void Test2()
  {
    cout << "CFather2" << endl;
  }
  int a = 0xbbbbbbbb;
};

class CSon : public CFather1,public CFather2
{
public:
  virtual void Test2()
  {
    cout << "Cson Test2" << endl;
  }
  virtual void Test3()
  {
    cout << "Cson Test3" << endl;
  }
};


int main()
{
  CSon s;
  system("pause");
  return 0;
}

虚继承

1单重虚继承无虚函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

class CFather1
{
public:
  int a = 0xaaaaaaaa;
};



class CSon : virtual public CFather1
{
public:
  int b = 0xbbbbbbbb;
};


int main()
{
  CSon s;
  system("pause");
  return 0;
}

虚基类位于内存的末尾,内存首地址存储着偏移块指针,偏移块大小为8个字节,第二个四字节保存了虚基类到内存首地址的偏移

2单重虚继承有虚函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

class CFather
{
public:
  virtual void Test1(){}
  int a = 0xaaaaaaaa;
};

class CSon:virtual public CFather
{
public:
  virtual void Test2(){}
public:
  int b = 0xbbbbbbbb;
};

int main()
{
  CSon s;
  system("pause");
  return 0;
}

//子类的内存

/*

子类的虚表指针

偏移块指针

子类的数据

虚基类的虚表指针

虚基类的数据

*/

//偏移块的数据

/*

+0 保留‐‐ 猜测为偏移块与内存首地址的偏移

+4 虚基类与偏移块指针的偏移

*/

 

 

 

多重虚继承(菱形继承)

1多重虚继承无虚函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

class GrandFather
{
public:
  int a = 0xaaaaaaaa;
};

class CFather1 :virtual public GrandFather
{
public:
  int b = 0xbbbbbbbb;
};

class CFather2 :virtual public GrandFather
{
public:
  int d = 0xdddddddd;
};

class CSon :public CFather1, public CFather2
{
public:
  int e = 0xeeeeeeee;
};

int main()
{
  CSon s;
  system("pause");
  return 0;
}

//子类的内存

/*

第一顺位父类的偏移块指针

第一顺位父类的数据

第二顺位父类的偏移块指针

第二顺位父类的数据

子类的数据

虚基类的数据

*/

2多重虚继承无虚函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

class GrandFather
{
public:
  virtual void Test1(){}
  int a = 0xaaaaaaaa;
};

class CFather1 :virtual public GrandFather
{
public:
  virtual void Test1(){}
  virtual void Test2(){}//虚继承如果有自己的虚函数会生成一个虚指针（父类有虚函数的话也会继承一个父类的虚指针）
  int b = 0xbbbbbbbb;
};

class CFather2 :virtual public GrandFather
{
public:
  int d = 0xdddddddd;
};

class CSon :public CFather1, public CFather2
{
public:
  int e = 0xeeeeeeee;
};

int main()
{
  CSon s;
  system("pause");
  return 0;
}

//子类的内存

/*

第一顺位父类的虚表的指针

第一顺位父类的偏移块指针

第一顺位父类的数据

第二顺位父类的偏移块指针

第二顺位父类的数据

子类的数据

虚基类的虚表指针

虚基类的数据

*/

子类（CSon）新加新添加的虚函数挂靠到第一顺位父类的虚表中

 

 

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