1 单一继承
2 多重继承
3 虚拟继承
1 单一继承
(1)派生类完全拥有基类的内存布局,并保证其完整性。
派生类可以看作是完整的基类的Object再加上派生类自己的Object。如果基类中没有虚成员函数,那么派生类与具有相同功能的非派生类将不带来任何性能上的差异。另外,一定要保证基类的完整性。实际内存布局由编译器自己决定,VS里,把虚指针放在最前边,接着是基类的Object,最后是派生类自己的object。举个栗子:
class A
{
int b;
char c;
};
class A1 :public A
{
char a;
};
int main()
{
cout << sizeof(A) << " " << sizeof(A1) << endl;
return 0;
}
输出是什么?
答案:
8 12
A类的话,一个int,一个char,5B,内存对齐一下,8B。A1的话,一个int,两个char,内存对齐一下,也是8B。不对吗?
我说了,要保证基类对象的完整性。那么一定要保证A1类前面的几个字节一定要与A类完全一样。也就是说,A类作为内存补齐的3个字节也是要出现在A1里面的。也就是说,A类是这样的:int(4B)+char(1B)+padding(3B)=8B,A1类:int(4B)+char(1B)+padding(3B)+char(1B)+padding(3B)=12B。
(2)虚指针怎么处理?
还是视编译器而定,VS是永远把vptr放在对象的最前边。如果基类中含有虚函数,那么处理情况与上边一样。可是,如果基类中没有虚函数而派生类有的话,那么如果把vptr放在派生类的前边的话,将会导致派生类中基类成分并不在最前边。这将带来什么问题呢?举栗:假设A不含虚,而A1含。
A *pA;
A1 obj_A1;
pA=&obj_A1;
如果A1完全包含A并且A位于A1的最前边,那么编译器只需要把&obj_A1直接赋给pA就可以了。如果不是呢?编译器就需要把&obj_A1+sizeof(vptr)赋给pA了。
2 多重继承
说结论:VS的内存布局是按照声明顺序排列内存。再举个栗子:
class point2d
{
public:
virtual ~point2d(){};
float x;
float y;
};
class point3d :public point2d
{
~point3d(){};
float z;
};
class vertex
{
public:
virtual ~vertex(){};
vertex* next;
};
class vertex3d :public point3d, public vertex
{
float bulabula;
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
cout << sizeof(point2d) << " " << sizeof(point3d) << " " << sizeof(vertex) << " " << sizeof(vertex3d) << endl;
return 0;
}
输出: 12 16 8 24。
内存布局:
point2d: vptr(4)+x(4)+y(4)=12B
point3d: vptr+x+y+z=16B
vertex: vptr+next=8B
vertex3d: vptr+x+y+z+vptr+next+bulabula=28B
3 虚拟继承
(1)为什么要有“虚继承”这样的机制?
简单讲,虚继承是为也防止“diamond”继承所带来的问题。也就是类A1、A2都继承于A,类B又同时继承于A1、A2。这样一来,类B中就有两份类A的成员了,这样的程序无法通过编译。我们改成这样的形式:
class A
{
public:
int a;
virtual ~A(); };
class A1 :public virtual A
{
int a1;};
class A2 :public virtual A
{
int a2;};
class B :public A1,public A2
{
int b;};
这样就能防止这样的事情发生。
(2)虚拟继承与普通继承的区别:
普通继承使得派生类每继承一个基类便拥有一份基类的成员。而虚拟继承会把通过虚拟继承的那一部分,放在对象的最后。从而使得只拥有一份基类中的成员。虚拟对象的偏移量被保存在Derived类的vtbl的this指向的上一个slot。比较难理解。下面我给你个栗子。
(3)虚拟继承的内存布局:
每个派生类会把其不变部分放在前面,共享部分放在后面。
上面四个类的大小是怎样的呢?
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
cout << sizeof(A) << " " << sizeof(A1) << " " << sizeof(A2) << " " << sizeof(B) << endl;
return 0;
}
输出:8 16 16 28
内存布局:
A: vptr+a=8B
A1: vptr+a1+vptrA+a=16B
A2: vptr+a2+vptrA+a=16B
A3: vptr+a1+vptrA2+a2+b+vptrA+a=28B
上个草图:
就是这样。