C++虚继承下的内存模型(二)-CFANZ编程社区

C++虚继承下的内存模型(二)

对于虚继承，恰恰和普通继承相反，大部分编译器会把基类成员变量放在派生类成员变量的后面，这样随着继承层级的增加，基类成员变量的偏移就会改变，就得通过其他方案来计算偏移量。

下面我们来一步一步地分析虚继承时的对象内存模型。

修改上面的代码，使得 A 是 B 的虚基类：

#include <iostream>
using namespace std;

class A{
protected:
    int m_a1;
    int m_a2;
};
class B: virtual public A{
protected:
    int b1;
    int b2;
};
class C: public B{
protected:
    int c1;
    int c2;
};
class D: public C{
protected:
    int d1;
    int d2;
};
int main(){
    A obj_a;
    B obj_b;
    C obj_c;
    D obj_d;
    return 0;
}

此时 obj_b、obj_c、obj_d 的内存模型就会发生变化，如下图所示：

C++虚继承下的内存模型(二)_c++

不管是虚基类的直接派生类还是间接派生类，虚基类的子对象始终位于派生类对象的最后面。

再假设 A 是 B 的虚基类，B 又是 C 的虚基类，那么各个对象的内存模型如下图所示：

C++虚继承下的内存模型(二)_虚基类_02

从上面的两张图中可以发现，虚继承时的派生类对象被分成了两部分：

不带阴影的一部分偏移量固定，不会随着继承层次的增加而改变，称为固定部分；
带有阴影的一部分是虚基类的子对象，偏移量会随着继承层次的增加而改变，称为共享部分。

当要访问对象的成员变量时，需要知道对象的首地址和变量的偏移，对象的首地址很好获得，关键是变量的偏移。对于固定部分，偏移是不变的，很好计算；而对于共享部分，偏移会随着继承层次的增加而改变，这就需要设计一种方案，在偏移不断变化的过程中准确地计算偏移。各个编译器正是在设计这一方案时出现了分歧，不同的编译器设计了不同的方案来计算共享部分的偏移。

对于虚继承，将派生类分为固定部分和共享部分，并把共享部分放在最后，几乎所有的编译器都在这一点上达成了共识。主要的分歧就是如何计算共享部分的偏移，可谓是百花齐放，没有统一标准。

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