c++对象内存模型【内存布局】

#类中的元素

0.成员变量1.成员函数2.静态成员变量3.静态成员函数4.虚函数5.纯虚函数

#影响对象大小的因素

1. 成员变量 1. 虚函数表指针（_vftptr） 2. 虚基类表指针（_vbtptr） 3.内存对齐

_vftptr、_vbtptr的初始化由对象的构造函数, 赋值运算符自动完成；对象生命周期结束后，由对象的析构函数来销毁。

对象所关联的类型（type_info），通常放在virtual table的第一个slot中。

虚继承：在继承定义中包含了virtual关键字的继承关系；

虚基类：在虚继承体系中的通过virtual继承而来的基类，需要注意的是：

class CDerive : publicvirtualCBase {}; 其中CBase称之为CDerive的虚基类，而不是说CBase就是个虚基类，因为CBase还可以为不是虚继承体系中的基类。

虚函数被派生后，仍然为虚函数，即使在派生类中省去virtual关键字。

虚基类的构造与析构是由最终子类负责调用的（而不是直接派生子类）

注：【下文中_vbptr即_vbtptr】

#对象内存布局分类讨论

vc6变量查看器中（Locals，Watch1等），也可以看到部分对象布局的情况（不完整，且虚继承是错误的）。

vs2005及以后版本的编译器提供了/d1reportSingleClassLayout[类名]编译选项来查看对象完整的内存布局：

cl classLayout.cpp /d1reportSingleClassLayoutCChildren

注：下文举例的类图中函数均为虚函数（斜体表示该函数为虚函数）

0. 单一类

(1). 空类

sizeof(CNull)=1（用于标识该对象）

(2). 只有成员变量的类

intnVarSize =sizeof(CVariable) = 12

内存布局：

(3). 只有虚函数的类

intnVFuntionSize =sizeof(CVFuction) = 4（虚表指针）

内存布局：

(4). 有成员变量、虚函数的类

intnParentSize =sizeof(CParent) = 8

内存布局：

1. 单一继承（含成员变量、虚函数、虚函数覆盖）

intnChildSize =sizeof(CChildren) = 12

vc中显示的结果（注：还有1个虚函数CChildren::g1没有被显示出来）：

d1reportSingleClass查看：

内存布局：

2. 多继承 （含成员变量、虚函数、虚函数覆盖）

intnChildSize =sizeof(CChildren) = 20

vc中显示的结果（注：还有2个虚函数CChildren::f2，CChildren::h2没有被显示出来，this指针的adjustor[调整值]也没打印出）：

d1reportSingleClass查看：

内存布局：

3. 深度为2的继承（含成员变量、虚函数、虚函数覆盖）

intnGrandSize =sizeof(CGrandChildren) = 24

vc中显示的结果（注：还有3个虚函数CGrandChildren::f2，CChildren::h2，CGrandChildren::f3没有显示出来，this指针的adjustor[调整值]也没打印出）：

d1reportSingleClass查看：

内存布局：

4 重复继承（含成员变量、虚函数、虚函数覆盖）

intnGrandSize =sizeof(CGrandChildren) = 28

vc中显示的结果（注：还有大量的虚函数没有显示出来，this指针的adjustor[调整值]也没打印出）：

thunk函数：一种形实转换辅助函数；主要做this指针调整，函数调用重定向。

d1reportSingleClass查看：

内存布局：

由于m_nAge在内容中存在两个拷贝，因此我们不能直接通过pGrandChildrenA->m_nAge来访问该变量，

这样会存在二义性，编译器无法知道应该访问CChildren1中的m_nAge，还是CChildren2中的m_nAge。

为了标识唯一的m_nAge，就需要带上其所在范围的类名了。如下：

1 pGrandChildrenA->CChildren1::m_nAge = 1;
2 pGrandChildrenA->CChildren2::m_nAge = 2;

5. 单一虚继承（含成员变量、虚函数、虚函数覆盖）

intnChildSize =sizeof(CChildren) = 20

d1reportSingleClass查看：

内存布局：

6. 多虚继承（含成员变量、虚函数、虚函数覆盖）

(1) virtual CParent1, CParent2

intnChildSize =sizeof(CChildren) = 24

d1reportSingleClass查看：

内存布局：

(2) CParent1, virtual CParent2

intnChildSize =sizeof(CChildren) = 24

d1reportSingleClass查看：

内存布局：

(3) virtual CParent1, virtual CParent2

intnChildSize =sizeof(CChildren) = 28

d1reportSingleClass查看：

内存布局：

7. 钻石型的虚拟多重继承（含成员变量、虚函数、虚函数覆盖）

intnGrandChildSize =sizeof(CGrandChildren) = 36

d1reportSingleClass查看：

thunk函数：一种形实转换辅助函数；主要做this指针调整，函数调用重定向。

内存布局：

#外部参考

C++类对应的内存结构

陈皓- C++ 虚函数表解析

陈皓 - C++ 对象的内存布局（上）

陈皓 - C++ 对象的内存布局（下）

钻石型虚拟多重继承的C++对象内存模型
原文链接: https://www.cnblogs.com/kekec/archive/2013/01/27/2822872.html

欢迎关注

微信关注下方公众号，第一时间获取干货硬货；公众号内回复【pdf】免费获取数百本计算机经典书籍