C++單一、多重繼承下的記憶體模型

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一：C++單一繼承下的記憶體模型：

a)、最簡單的一種單一繼承記憶體模型：基類及衍生類別中無virtual function member：

#include <iostream>class Base{public:    Base(char _x = ‘\0‘) :m_x(_x) {}    ~Base() {}private:    char m_x;};class Derived :public Base{public:    Derived(char _x = ‘\0‘,int _y = 0,int _s = 0) :Base(_x), m_y(_y),m_z(_s) {}    ~Derived() {}private:    int m_y;    int m_z;};int main(){    Derived d(‘A‘,20,30);        return 0;}

    在MSVC2015 Debug ×86下，&d = 0x00eff88c;&d.m_x = 0x00eff88c;&d.m_y = 0x00eff890;&d.m_z = 0x00eff894;至於d.m_x為什麼會佔用4個位元組空間大小，這個跟記憶體對齊有關，由此可見，在單一繼承下且類中non-virtual function member時，在衍生類別中記憶體模型：地址由低到高，分別為：衍生類別對象中基類子物件資料成員地址（順序由基類中資料成員申明先後有關）、衍生類別特有對象資料成員地址（同上）；

b)、單一繼承下有virtual function member情況下：

#include <iostream>class Base{public:    Base(char _x = ‘\0‘) :m_x(_x) {}    virtual void Show() { std::cout<<"this is BaseClass"<<std::endl; }    ~Base() {}private:    char m_x;};class Derived :public Base{public:    Derived(char _x = ‘\0‘,int _y = 0,int _s = 0) :Base(_x), m_y(_y),m_z(_s) {  }    virtual void Show() { std::cout << "this is Derived" << std::endl; }    ~Derived() {}private:    int m_y;    int m_z;};int main(){    Derived d(‘A‘,20,30);        return 0;}

同樣是在上述環境下，取&d = 0x0133f730;&d.m_x = 0x00133f734;&d.m_y = 0x00133f738;&d.m_z = 0x00133f73c;發現&d！=&d.m_x，這是由於在這四個位元組的記憶體空間當中，存放了指向virtual function table（此為一列表格（可將其理解為數組），此表格中存放的是類中virtual function地址，vptr指向第一個在類中申明的virtual地址）的地址vptr;由此可以看到，在單繼承模型中，衍生類別對象的記憶體模型：地址由低到高，分別為：vptr所指向的地址，衍生類別對象中基類子物件資料成員地址（順序由基類中資料成員申明先後有關）、衍生類別特有對象資料成員地址（同上）；

二：C++多重繼承下的記憶體模型：

這也是C++與其他Object-Oriented程式設計語言如：java，C#的一個很大的不同，在java和C#當中取消了多重繼承，取而代之的是通過繼承介面的方式實現一種多繼承；

#include <iostream>class Base1{public:    Base1(char _x = ‘\0‘) :m_x(_x) {}    virtual void Show() { std::cout<<"this is Base1Class"<<std::endl; }    ~Base1() {}private:    char m_x;};class Base2{public:    Base2(int _a = 0):m_a(_a) {}    virtual void display() { std::cout << "this is Base2Class" << std::endl; }private:    int m_a;};class Derived :public Base1,Base2{public:    Derived(char _x = ‘\0‘,int _a = 0,int _y = 0,int _s = 0) :Base1(_x), Base2(_a),m_y(_y),m_z(_s) {  }    virtual void Show() { std::cout << "this is Derived inherited by Base1" << std::endl; }    virtual void display() { std::cout << "this is Dervied inherited by Base2" << std::endl; }    ~Derived() {}private:    int m_y;    int m_z;};int main(){    Derived d(‘A‘,10,20,30);        return 0;}

記憶體位址分布如下：

此時可以看到，在衍生類別物件模型中，地址由低到高，分別為：在繼承申明時，衍生類別中第一個基類子物件的vptr，衍生類別中第一個基類子物件的地址；衍生類別中第二個基類子物件的vptr，衍生類別中第二個基類子物件的地址....由此進行類推;

總結：從上述分析可知，在衍生類別對象的記憶體模型當中，地址從低到高，分別為：基類當中vptr所指向的地址-->衍生類別中基類子物件地址-->衍生類別vptr所指向的地址-->衍生類別中特有對象的地址：

值得一提的是在發生類似於菱形繼承時，通過virtual 繼承方式，對象的記憶體模型會更加複雜；

C++單一、多重繼承下的記憶體模型