关于C++虚拟继承的问题

Question

以下代码摘自《深度探索C++对象模型》一书。

#include <iostream>  
using namespace std;
class X{};
class Y: public virtual X{};
class Z: public virtual X{};
class A: public Y, public Z{};

int main()
{
     cout<<sizeof(X)<<" "<<sizeof(Y)<<" "<<sizeof(Z)<<" "<<sizeof(A)<<endl;
     return 0;
}

在我的电脑上（Windows，VS2010），输出结果为：

1 4 4 8

以下是我的问题：

1、sizeof（X）=1

书中说当X类型生成两个实例xa和xb时，编译器会在A中插入一个字节，以便xa和xb可以具有不同的地址。我不太理解原因。

2、sizeof（Y）=4

通过使用虚拟继承，我们会有一个额外的虚拟指针吗？我猜这可能不同于多态性中的虚拟指针。有人能给出Y的内存布局吗？

谢谢！

- Junjie

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每个问题请只提出一个问题： - Lightness Races in Orbit

请翻译以下与编程有关的内容，从英文到中文。只返回翻译后的文本：对于第一个问题，请查看：http：//stackoverflow.com/questions/621616/c-what-is-the-size-of-an-object-of-an-empty-class？rq=1 - mots_g

我认为你的主要问题是，因为Y使用虚拟继承从非多态类X派生而来，而Y本身也是非多态的，那么虚拟继承本身会导致Y有一个虚函数表，从而使其大小为4吗？ - CashCow

Answer 1

1. 当类为空时，编译器会创建一个新的字符，以便生成不同的对象。
2. 由于使用了虚继承，因此sizeof(Y)=4，构造函数将生成vptr表，在32位系统上占用4个字节。
3. 如果您使用的是Visual Studio，请在属性->C/C++/命令中使用/d1reportAllClassLayout来生成对象布局。在Visual Studio上，class Y对象布局如下：
4. Stanley B. Lippman的书《Inside C++ object model》对此进行了非常好的解释。

 
        class Y size(4):
            +---
            0     | {vbptr}
            +---
            +--- (virtual base X)
            +---<br>
      Y::$vbtable@:
       0    | 0
       1    | 4 (Yd(Y+0)X)    

- billz

Answer 2

一个空类的sizeof始终返回1。这是一个空类的单个虚拟字节。

A在虚拟表中有两个条目，一个是Y，另一个是Z。

因此，两个指针的sizeof为8。

Y和Z都有一个X的虚拟表条目，因此大小为4。

- N3Xg3N

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我在这里看不到名为B和C的类。 - CashCow

Answer 3

一个A对象将包含一个Y对象，一个Z对象（按这个顺序），以及仅有的一个X对象（由Y和Z中的指针引用），因为Y和Z都是虚拟继承自X，这就意味着当多重继承发挥作用时，只会在子类中实例化一个X对象。A仍然有两个对象（一个Y，一个Z），因此它的sizeof = 8（因为它们的sizeof都为4）。但是Y和Z中对X对象的指针将指向相同的地址。

继承树将如下所示：

  X
 / \
 Y Z
 \ /
  A

- hildensia

Answer 4

类必须至少为1字节的原因是，假设我们有一个X的数组。如果它们为0字节，则&array [1]将具有与&array [3]相同的地址，这将令人意外地破坏代码，如果您不得不编写代码来检查它，并且通常没有任何意义。

Y将简单地是

static void* virtual_ptr1 //note this is in virtual table and cannot be edited  

你可以将vtable（指向类和虚函数的虚拟指针）视为静态变量，不能手动/编码编辑（或者至少不应该这样做）。把它看作编译器保留的静态变量。

- user34537

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我喜欢这个解释，因为sizeof（X）=1的原因。 - Junjie