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C++对象模型

2024-07-04 21:23:50   226人阅读

C++对象模型内存布局如下：
  • 非静态数据成员在对象之内
  • 静态数据成员在对象之外
  • 静态、非静态成员函数在对象之外
  • 类中存在虚函数时，一个类对应一个virtual table放在对象之外，对象中安插一个指针vptr指向这个表。
测试例程：
#include <iostream>
 
using namespace std;
 
class A {
public:
    int x, y;
    static int s;
    void f1() { }
    static void f2() { }
    virtual void f3() { }
};
int A::s = 123;
 
int main()
{
    cout << "size = " << sizeof(A);
    return 0;
}

运行结果：
可以看出，对象所在内存中只包含有整型变量x、y、vptr，其它成员全部存在于对象之外。

下面讨论继承体系下的对象模型。下面这个测试例程有点意思：
#include <iostream>
 
using namespace std;
 
class A {
public:
    int x, y;
 
};
 
class B: public A {
};
 
class C: virtual public A {
};
 
int main()
{
    cout << "class B size = " << sizeof(B) << endl;
    cout << "class C size = " << sizeof(C) << endl;
    return 0;
}


运行结果：


类C采用了虚继承，内部就多了四字节。这是由于虚继承的特性决定的：在虚拟继承情况下，基类（虚基类）不管在继承链中被派生多少次，永远只会存在一个实例。和virtual table类似，也存在一个指针表（virtual base class table），表中每个指针指向一个虚基类地址，在对象中也安插一个指针指向这个表。所以类C才会增加了四字节空间。而在普通继承中，派生对象把基类对象包裹起来存放一块连续内存中，每个类都有一份基类对象的实例。

参考：
《深度探索C++对象模型》 P9-P13.


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