C 物件模型單繼承，多繼承，虛繼承

有兩個概念可以解釋c++物件模型：

語言中直接支援物件導向程式設計的部分。

對於各種支援的底層實現機制。

資料成員分為靜態和非靜態，成員函式有靜態非靜態以及虛函式

class data members：static和nonstatic

class data functions：static、nonstatic和virtual

比如：

class base
;int geti()
static
void
counti(){};
virtual
void print(void)
virtual ~base(){}

private:

intbasei;
static
intbases;

簡單物件模型：這個模型非常地簡單粗暴。在該模型下，物件由一系列的指標組成，每乙個指標都指向乙個資料成員或成員函式，也即是說，每個資料成員和成員函式在類中所佔的大小是相同的，都為乙個指標的大小。這樣有個好處——很容易算出物件的大小，不過賠上的是空間和執行期效率。所以這種物件模型並沒有被用於實際產品上。

**驅動物件模型：把類中的資料分成了兩個部分：資料部分與函式部分，並使用兩張**，一張存放資料本身，一張存放函式的位址（也即函式比成員多一次定址），而類物件僅僅含有兩個指標，分別指向上面這兩個表。這樣看來，物件的大小是固定為兩個指標大小。這個模型也沒有用於實際應用於真正的c++編譯器上。

c++物件模型：正在使用的

在此模型下，nonstatic 資料成員被置於每乙個類物件中，而static資料成員被置於類物件之外。static與nonstatic函式也都放在類物件之外，而對於virtual 函式，則通過虛函式表+虛指標來支援：

每個類生成乙個**，稱為虛表（virtual table，簡稱vtbl）。虛表中存放著一堆指標，這些指標指向該類每乙個虛函式。虛表中的函式位址將按宣告時的順序排列

每個類物件都擁有乙個虛表指標(vptr)，由編譯器為其生成。虛表指標的設定與重置皆由類的複製控制（也即是建構函式、析構函式、賦值操作符）來完成。vptr的位置為編譯器決定，傳統上它被放在所有顯示宣告的成員之後，不過現在許多編譯器把vptr放在乙個類物件的最前端（也就是說物件的位址就是vptr的位址）

虛函式表的前面設定了乙個指向type_info的指標，用以支援rtti（run time type identification，執行時型別識別）。rtti是為多型而生成的資訊，包括物件繼承關係，物件本身的描述等，只有具有虛函式的物件在會生成。

原則：

對普通單繼承而言

子類與父類擁有各自的乙個虛函式表

若子類並無overwrite父類虛函式，用父類虛函式

若子類重寫（overwrite）了父類的虛函式，則子類虛函式將覆蓋虛表中對應的父類虛函式

若子宣告了自己新的虛函式，則該虛函式位址將擴充到虛函式表最後

1 #include 2 using namespace std;
3  4 class base
5  8     virtual void fun2()
9 private:
10     int a;
11 };
12 13 class derive :  public base
14 17     virtual void fun3(){}
18 private:
19     int b;
20 };
21 22 int main()
23

輸出：除錯：

物件模型：

事實上vs除錯並不能看到完整資訊（比如virtual fun3以及之後提到到虛基類指標），正確的應該是

這裡講的是不考慮菱形繼承的多繼承，因為菱形繼承需要用到虛繼承，放到之後考慮

原則：

若子類新增虛函式，放在宣告的第乙個父類的虛函式表中

若子類重寫了父類的虛函式，所有父類的虛函式表都要改變：如fun1

記憶體布局中，父類按照其宣告順序排列

1 #include 2 using namespace std;
3  4 class base1
5  8 private:
9     int m_base1;
10 };
11 12 class base2
13 16     virtual void fun2(){}
17 private:
18     int m_base2;
19 };
20 21 class derive :  public base1,public base2
22 25     virtual void fun3(){}
26 private:
27     int m_derive;
28 };
29 30 int main()
31  8     virtual void fun2(){}
9 private:
10     int m_base;
11 };
12 13 class derive : virtual public base
14 17     virtual void fun3(){}
18 private:
19     int m_derive;
20 };
21 22 int main()
23

物件模型：

菱形虛繼承是多繼承和虛繼承的復合，直接畫乙個物件模型吧：

筆記原圖：

參考：圖說c++物件模型：物件記憶體布局詳解

C 物件模型單繼承，多繼承，虛繼承

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