C++虚拟继承内存布局

Question

C++虚拟继承内存布局

c++oopinheritancemultiple-inheritancevirtual-inheritance

9

虚继承的内存布局

我试图全面了解虚继承和vTables/vPtrs等底层内存机制。

我编写了两个代码示例，理解它们工作的原因。但是，我希望确保自己对对象内存布局的想法是正确的。

这里有两个示例的图片，我只想知道我对涉及的内存布局的想法是否正确。

示例1：

class Top { public: int a;  };
class Left : public virtual Top {  public: int b; };
class Right : public virtual Top { public: int c; };
class Bottom : public Left, public Right { public:  int d; };

输入图像描述

示例2：

与上述示例相同，但是包含以下内容：

class Right : public virtual Top {
public:
    int c;
    int a;  // <======= added this
};

enter image description here

- Dominic Farolino

1

一个好的起点是Itanium ABI，因为这是所有实现特定的。 - Mgetz

@Mgetz，我有点不确定为什么你会建议从Itanium ABI开始，因为x86或amd64 ABI在统计上更有可能与原始问题相关 - 或者也许我在问题中漏掉了一些标识Itanium平台的东西...？ - twalberg

3

由于Itanium ABI即使在X86-64上被用作C++的标准ABI，因此需要进行翻译。 - Mgetz

可能是虚拟继承中的虚拟表和内存布局的重复问题。 - Suma

你的问题似乎有矛盾之处：Top 应该是多态的吗？ - curiousguy

@Dominic，在你的Example 2中，底部类布局中Right::a不应该出现在Right::c之后吗？ - infinite loop

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Christophe · Accepted Answer

关于对象布局，C++标准并没有提出很多规定。虚函数表(vtable)和虚基类指针甚至不是标准的一部分。因此，问题和答案只能说明可能的实现方法。

从您的图纸中快速浏览看来，您的布局是正确的。

您可能会对以下进一步参考资料感兴趣:

《Multiple Inheritance Considered Useful》一文介绍了在多重继承和虚拟继承情况下的布局问题。
Microsoft专利描述了vfptr(虚函数表，又称vtable)和vbptr(虚基类指针)的使用。

编辑：Bottom继承`Right::a`还是`Left::a`？

在你的测试2中，Right 和 Left 共享同一个公共父类 Top 。因此，在 Bottom 中只有一个子对象 Top ，因此只有一个相同的 Top :: a 。有趣的是，在您的测试2中引入了一个 Right 中的成员 a 。这是一个与从 Top 继承的 a 不同的 a 。它是一个独立的成员，并且仅具有另一个成员“巧合地”具有相同的名称。因此，如果通过 Right 访问 a ，则 Right :: a 隐藏 Top :: a （顺便说一下，这也是 Bottom :: Top :: a ， Right :: Top :: a ， Left :: Top :: a ）。在这种情况下，bottom.a表示Right :: a，不是因为对象布局，而是因为名称查找（和隐藏）规则。而且这不是实现相关的：它是标准且可移植的。这里是一个变体，用于演示测试2的情况： int main() { Bottom bottom; bottom.a = 7; cout << bottom.Top::a << endl << bottom.Left::Top::a << endl; cout << bottom.Right::Top::a << endl << bottom.Left::a << endl; cout << bottom.Right::a << endl <<endl; bottom.Right::a = 4; bottom.Left::a = 3; cout << bottom.Top::a << endl << bottom.Left::Top::a << endl; cout << bottom.Right::Top::a << endl << bottom.Left::a << endl; cout << bottom.Right::a << endl <<endl; cout << "And the addresses are: " << endl; cout << " Bottom: " << (void*)&bottom << endl; cout << " Top: " << (void*)static_cast<Top*>(&bottom) << endl; cout << " Left: " << (void*)static_cast<Left*>(&bottom) << endl; cout << " Right: " << (void*)static_cast<Right*>(&bottom) << endl; cout << " Top::a: " << (void*)&bottom.Top::a << endl; cout << " Left::Top::a: " << (void*)&bottom.Left::Top::a << endl; cout << " Right::Top::a:" << (void*)&bottom.Right::Top::a << endl; cout << " Left::a: " << (void*)&bottom.Left::a << endl; cout << " Rigth::a: " << (void*)&bottom.Right::a << endl; };

C++虚拟继承内存布局

虚继承的内存布局

编辑：Bottom继承Right::a还是Left::a？

编辑：Bottom继承`Right::a`还是`Left::a`？