C++多態、繼承的簡單分析

一直以為自己對多態和繼承已經比較瞭解，當遇到虛繼承的時候，發現有點犯暈，想不通了，於是在微博上向幾個大神請教，很快得到了他們的回複，高興之情無以言表。之後自己查了一些資料，結合大神的回複，在這裡做一下簡單的記錄。

我的問題如下：

為什麼虛繼承類的sizeof要大些啊，是因為虛繼承中，子類有指向父類的指標和指向父類的虛函數表的指標嗎，比非虛繼承多了這兩個指標？ @左耳朵耗子 @簡悅雲風 @GeniusVczh

 

@GeniusVczh：調用的時候給的this和函數實際需要的this的指標不一定是一樣的，多重繼承的時候已經這樣了。再加上你還有virtual繼承，所以需要很多描述。

V福爾摩斯 回複 @GeniusVczh：看了B(第三個圖中的B)的記憶體布局，的確有vfptr和vbptr兩個指標

簡悅雲風：和編譯器實現有關。實現上虛繼承更象是組合，因為它可以被菱形繼承而只有一份，所以加上一個額外指標引用這個對象。沒有虛函數時不產生虛表，所以 2 裡就是 a 對象加額外指標。3裡面 b 有虛表,就再加一個虛表指標。字數不夠不吐槽了。

左耳朵耗子：1） int a ：4位元組；2）虛函數增加一個虛表指標：4位元組。3）虛繼承還會增加一個指標：4位元組。但是為什麼最後會是16個字呢？你是在用VC++吧？看一下我的這篇文章（http://t.cn/a1lMjd 最後一個樣本）你會知道VC++的物件版面配置是有點詭異。G++下應該是正常的。

看了簡悅雲風和左耳朵耗子兩個大神的回複之後，自己覺得還是有點暈，於是看了一下《Effective C++》和《More Effective C++》，在這裡做一下記錄。

 

多態的實現原理：

1：含有虛方法的類都有一個虛函數表

2：子類的虛方法會覆蓋父類對應的虛方法

3：含有虛方法的類的每個執行個體都有一個指向虛方法表的指標，如果虛繼承的話可能會有多個

4：根據3中的指標調用虛方法表中對應的虛方法

多態的實現差不多就是上面幾點。面試中經常遇到的就是調用哪個方法的問題，一句話告訴你是怎麼調用的：在繼承關係中，非虛方法調用指標類型的方法；虛方法調用指標所指的物件類型的方法。非虛方法和預設參數都是靜態繫結，在繼承關係中只跟指標類型有關，跟指標所指的對象的實際類型無關。還有一點就是非虛方法就像C方法一樣，不用太在意，證明非虛方法就像C方法的一個方式就是，用一個null 指標調用一個非虛方法，只要這個對象沒有用到對象的資料，就不會有任何問題。

再來看看我發問的哪個圖，為什麼圖3中sizeof(B)=16，於是用VS內建的工具看了一下B的記憶體布局，如:

查看對象記憶體布局的VS命令：cl [filename].cpp /d1reportSingleClassLayout[className]

看到這個圖，其實還是不太好理解，int a佔4位元組，B有自己的虛函數表，虛函數指標佔4位元組，另外多出一個vfptr和vbptr，那就只能這樣理解了：vfptr指向父類的虛函數表，B每多虛繼承一個類，就多一個vfptr，不信你可以試試，vbptr指向A，但是每多虛繼承一個類，並不多出一個vbptr，這是和解呢？

@pop_Atry:幹嘛不把B到A的位移量放到虛表裡面，何必為每個對象添加一個額外引用？

@簡悅雲風:回複@pop_Atry: 1. 效能原因; 2.有的編譯器的確是放位移量的.

風神一語中的，但如果不按照@pop_Atry，就是我們現在看到的，B變大了。

妹的，不同的編譯器有不同的實現，咋們討論這個問題有什麼意義呢，千萬不要把不同編譯器編譯的代碼放到同一個程式中啊，啊哥。

虛擬繼承的出現就是為瞭解決重複繼承中多個間接父類的問題的，保證每個父類都只有一份。

Effective C++的作者建議盡量避免多繼承，如果不能避免也要避免菱形繼承，各種莫名其妙的複雜啊。所以說多繼承也就算了，還許多(虛多)繼承，那就要搞死人了。

更多瞭解請看左耳朵耗子的相關部落格：http://blog.csdn.net/haoel/article/details/3081385