多态性与虚函数表——内存分布

lcathm

于 2014-06-06 08:36:37 发布

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(2011-10-19 00:24:14)

http://blog.sina.com.cn/s/blog_7c983ca60100yn1r.html

http://blog.sina.com.cn/s/blog_60e96a410100lirk.html

虚表这里，自己搞懂了，过一段时间就又忘了，尤其是有虚函数的时候整个内存的分布情况。转载一篇日志，对其进行整理，方便自己以后查阅。

C++中的成员和函数，有静态和非静态。

1、非静态数据成员：放在每一个对象体内，作为对象专有的数据成员。

2、静态数据成员：被提取出来放在程序的静态数据区内，为该类所有对象共享，因此只存在一份。（ 引申下，一个类模板中的静态数据成员实例化成模板类之后有几份？思考下。）

3、静态和非静态成员函数：最终都被提取出来放在程序的代码中并为该类所有对象共享。因每一个成员函数也只能存在一份代码尸体。在C++中的类的成员函数都是保存在静态存储区中，那静态函数也是保存在静态存储区中，他们都是在类中保存同一个备份。

构成对象本身的只有数据，非静态成员函数与对象的关系就是绑定，绑定的中介是this指针。成员函数为该类所有对象共享。

4、单继承的对象的内存布局：第一个为虚函数表指针vtbl，其后为成员且 先基类后子类。虚函数表里包含了所有虚函数的地址，以NULL结束。 虚函数如果子类有重写，就由子类的重新的代替。

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上述类图的解释：B的V2覆盖了A的V2，C的V1覆盖了A的V1，C的V3覆盖了B的V3。（ 区分：覆盖、重载、隐藏、重写）

类C对象的内存模型：

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单继承的对象的布局，第一个为虚函数表指针Vtbl，其后为成员且先基类后子类，虚函数表里包含了所有的虚函数的地址，以NULL结束。虚函数如果子类有重写，就由子类的重新的代替。（注意，虚函数表是类所有，而虚函数表指针才是每个对象所有的，所以有虚函数的对象的地址会增加4，是指针的长度）

5、多重继承：所有的虚函数也都包含在虚函数表中，但不同的是多重继承有多个虚函数表，（1）当子类对父类的虚函数有重写时，子类的函数替换父类的函数在对应的虚函数位置，（2）当子类有新的虚函数时，这些虚函数被加在第一个虚函数表的后面。

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D的V3覆盖了B3的V3，另外D有一个新的虚函数VD。

Class D的内存模型

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总结：与单继承相同的是所有的虚函数都包含在虚函数表中，所不同的是多重继承有多个虚函数表，当子类对父类的虚函数有重写时，子类的函数覆盖父类的函数在对应的虚函数位置，当子类有新的虚函数时，这些虚函数被加在第一个虚函数表的后面。

6、虚继承：使用公共的基类在子类中只有一份，我们看到虚继承在多重继承的基础上多了vtable来存储到公共基类的偏移。

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D2覆盖了B的VB，GD覆盖了D1的VD1同时也覆盖了B的VB，GD也有自己的虚函数VGD。

class GD的内存模型

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总结：虚继承，使公共的基类在子类中只有一份，我们看到虚基类在多重继承的基础上多了vtable来存储到公共基类的偏移。

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