原文地址:http://blog.csdn.net/guogangj/archive/2008/01/11/2036785.aspx
提示1:對“內存結構”表示有疑問或不解的,先參考:
http://blog.csdn.net/guogangj/archive/2007/05/25/1625199.aspx,
本文使用的表示方法和VC6的Memory視圖一致,即:左上表示低位。
提示2:下文提到的“類大小”嚴格上來說是該類經過實例化的對象的大小。當然了,光研究長度的話,兩者差別不大,因爲:CClassA objA,sizeof(CClassA)和sizeof(objA)得到的結果都是一樣的。
一、真空類
class CNull { }; |
長度:1
內存結構:
?? |
評註:長度其實爲0,這個字節作爲內容沒有意義,可能每次都不一樣。
二、空類
class CNull2 { public: CNull2(){printf("Construct/n");} ~CNull2(){printf("Desctruct/n");} void Foo(){printf("Foo/n");} }; |
長度:1
內存結構:
?? |
評註:同真空類差不多,內部的成員函數並不會影響類大小。
三、簡單類
class COneMember { public: COneMember(int iValue = 0){m_iOne = iValue;}; private: int m_iOne; }; |
長度:4
內存結構:
00 00 00 00 //m_iOne |
評註:成員數據才影響類大小。
四、簡單繼承
class CTwoMember:public COneMember { private: int m_iTwo; }; |
長度:8
內存結構:
00 00 00 00 //m_iOne CC CC CC CC //m_iTwo |
評註:子類成員接在父類成員之後。
五、再繼承
class CThreemember:public CTwoMember { public: CThreemember(int iValue=10) {m_iThree = iValue;}; private: int m_iThree; }; |
長度:12
內存結構:
00 00 00 00 //m_iOne CC CC CC CC //m_iTwo 0A 00 00 00 //m_iThree |
評註:孫類成員接在子類之後,再再繼承就依此類推了。
六、多重繼承
class ClassA { public: ClassA(int iValue=1){m_iA = iValue;}; private: int m_iA; };
class ClassB { public: ClassB(int iValue=2){m_iB = iValue;}; private: int m_iB; };
class ClassC { public: ClassC(int iValue=3){m_iC = iValue;}; private: int m_iC; };
class CComplex :public ClassA, public ClassB, public ClassC { public: CComplex(int iValue=4){m_iComplex = iValue;}; private: int m_iComplex; };
|
長度:16
內存結構:
01 00 00 00 //A 02 00 00 00 //B 03 00 00 00 //C 04 00 00 00 //Complex |
評註:也是父類成員先出現在前邊,我想這都足夠好理解。
七、複雜一些的繼承
不寫代碼了,怕讀者看了眼花,改畫圖。
長度:32
內存結構:
01 00 00 00 //A 02 00 00 00 //B 03 00 00 00 //C 04 00 00 00 //Complex 00 00 00 00 //OneMember CC CC CC CC //TwoMember 0A 00 00 00 //ThreeMember 05 00 00 00 //VeryComplex |
評註:還是把自己的成員放在最後。
只要沒涉及到“虛”(Virtual),我想沒什麼難點,不巧的是“虛”正是我們要研究的內容。
八、趁熱打鐵,看“虛繼承”
class CTwoMember:virtual public COneMember { private: int m_iTwo; }; |
長度:12
內存結構:
E8 2F 42 00 //指針,指向一個關於偏移量的數組,且稱之虛基類偏移量表指針 CC CC CC CC // m_iTwo 00 00 00 00 // m_iOne(虛基類數據成員) |
評註:virtual讓長度增加了4,其實是多了一個指針,關於這個指針,確實有些複雜,別的文章有具體分析,這裏就不岔開具體講了,可認爲它指向一個關於虛基類偏移量的數組,偏移量是關於虛基類數據成員的偏移量。
九、“閉合”虛繼承,看看效果
長度:24
內存結構:
14 30 42 00 //ClassB的虛基類偏移量表指針 02 00 00 00 //m_iB C4 2F 42 00 //ClassC的虛基類偏移量表指針 03 00 00 00 //m_iC 04 00 00 00 //m_iComplex 01 00 00 00 //m_iA |
評註:和預料中的一樣,虛基類的成員m_iA只出現了一次,而且是在最後邊。當然了,更復雜的情況要比這個難分析得多,但虛繼承不是我們研究的重點,我們只需要知道:虛繼承利用一個“虛基類偏移量表指針”來使得虛基類即使被重複繼承也只會出現一次。
十、看一下關於static成員
class CStaticNull { public: CStaticNull(){printf("Construct/n");} ~CStaticNull(){printf("Desctruct/n");} static void Foo(){printf("Foo/n");} static int m_iValue; }; |
長度:1
內存結構:(同CNull2)
評註:可見static成員不會佔用類的大小,static成員的存在區域爲靜態區,可認爲它們是“全局”的,只是不提供全局的訪問而已,這跟C的static其實沒什麼區別。
十一、帶一個虛函數的空類
class CVirtualNull { public: CVirtualNull(){printf("Construct/n");} ~CVirtualNull(){printf("Desctruct/n");} virtual void Foo(){printf("Foo/n");} }; |
長度:4
內存結構:
00 31 42 00 //指向虛函數表的指針(虛函數表後面簡稱“虛表”)
00423100:(虛表) 41 10 40 00 //指向虛函數Foo的指針
00401041: E9 78 02 00 00 E9 C3 03 … //函數Foo的內容(看不懂) |
評註:帶虛函數的類長度就增加了4,這個4其實就是個指針,指向虛函數表的指針,上面這個例子中虛表只有一個函數指針,值就是“0x00401041”,指向的這個地址就是函數的入口了。
十二、繼承帶虛函數的類
class CVirtualDerived : public CVirtualNull { public: CVirtualDerived(){m_iVD=0xFF;}; ~CVirtualDerived(){}; private: int m_iVD; }; |
長度:8
內存結構:
3C 50 42 00 //虛表指針 FF 00 00 00 //m_iVD
0042503C:(虛表) 23 10 40 00 //指向虛函數Foo的指針,如果這時候創建一個CVirtualNull對象,會發現它的虛表的內容跟這個一樣 |
評註:由於父類帶了虛函數,子類就算沒有顯式聲明虛函數,虛表還是存在的,虛表存放的位置跟父類不同,但內容是同的,也就是對父類虛表的複製。
十三、子類有新的虛函數
class CVirtualDerived: public CVirtualNull { public: CVirtualDerived(){m_iVD=0xFF;}; ~CVirtualDerived(){}; virtual void Foo2(){printf("Foo2/n");}; private: int m_iVD; }; |
長度:8
內存結構:
24 61 42 00 //虛表指針 FF 00 00 00 //m_iVD
00426124:(虛表) 23 10 40 00 50 10 40 00 |
評註:虛表還是隻有一張,不會因爲增加了新的虛函數而多出另一張來,新的虛函數的指針將添加在複製了的虛表的後面。
十四、當純虛函數(pure function)出現時
class CPureVirtual { virtual void Foo() = 0; };
class CDerivePV : public CPureVirtual { void Foo(){printf("vd: Foo/n");}; }; |
長度:4(CPureVirtual),4(CDerivePV)
內存結構:
CPureVirtual: (不可實例化)
CDerivePV: 28 50 42 00 //虛表指針
00425028:(虛表) 5A 10 40 00 //指向Foo的函數指針 |
評註:帶純虛函數的類不可實例化,因此列不出其“內存結構”,由其派生類實現純虛函數。我們可以看到CDerivePV雖然沒有virtual聲明,但由於其父類帶virtual,所以還是繼承了虛表,如果CDerivePV有子類,還是這個道理。
十五、虛函數類的多重繼承
前面提到:(子類的虛表)不會因爲增加了新的虛函數而多出另一張來,但如果有多重繼承的話情況就不是這樣了。下例中你將看到兩張虛表。
大小:24
內存結構
F8 50 42 00 //虛表指針 01 00 00 00 //m_iA 02 00 00 00 //m_iB E8 50 42 00 //虛表指針 03 00 00 00 //m_iC 04 00 00 00 //m_iComplex
004250F8:(虛表) 5A 10 40 00 //FooA 55 10 40 00 //FooB 64 10 40 00 //FooComplex
004250E8:(虛表) 5F 10 40 00 //FooC |
評註:子類的虛函數接在第一個基類的虛函數表的後面,所以B接在A後面,Complex接在B後面。基類依次出現,子類成員接在最後面,所以m_iComplex位於最後面。
本來還想看看更復雜些的情況,甚至包括虛繼承和虛函數同時出現的多重多層繼承情況,但確實有些複雜了,自己還有些找不到規律,所以準備之後再補充。