Visual C++ 8.0對象布局的奧秘:虛函數、多繼承、虛擬繼承

            哈哈,從M$ Visual C++ Team的Andy Rich那里又偷學到一招:VC8的隱含編譯項/d1reportSingleClassLayout/d1reportAllClassLayout ??磦€復雜的例子吧(如下),現在假設我們想知道Derived類的對象布局,怎么辦? 在Project Properties->C++->Command Line->Additional Options里面加上/d1reportSingleClassLayoutDerived吧!

          class CommonBase
          {
              
          int co;
          };

          class Base1: virtual public CommonBase
          {
          public:
              
          virtual void print1() {}
              
          virtual void print2() {}
          private:
              
          int b1;
          };

          class Base2: virtual public CommonBase
          {
          public:
              
          virtual void dump1() {}
              
          virtual void dump2() {}
          private:
              
          int b2;
          };

          class Derived: public Base1, public Base2
          {
          public:
              
          void print2() {}
              
          void dump2() {}
          private:
              
          int d;
          };

          int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
          {
              
          return 0;
          }

          F5編譯之,你會驚奇地發現,Output里面有如下字樣:

           1 class Derived size(32):
           2    +---
           3    | +--- (base class Base1)
           4  0 | | {vfptr}
           5  4 | | {vbptr}
           6  8 | | b1
           7    | +---
           8    | +--- (base class Base2)
           9 12 | | {vfptr}
          10 16 | | {vbptr}
          11 20 | | b2
          12    | +---
          13 24 | d
          14    +---
          15    +--- (virtual base CommonBase)
          16 28 | co
          17    +---
          18 
          19 Derived::$vftable@Base1@:
          20  0 | &Base1::print1
          21  1 | &Derived::print2
          22 
          23 Derived::$vftable@Base2@:
          24  0 | &Base2::dump1
          25  1 | &Derived::dump2
          26 
          27 Derived::$vbtable@Base1@:
          28  0 | -4
          29  1 | 24 (Derivedd(Base1+4)CommonBase)
          30 
          31 Derived::$vbtable@Base2@:
          32  0 | -4
          33  1 | 12 (Derivedd(Base2+4)CommonBase)
          34 
          35 Derived::print2 this adjustor: 0
          36 Derived::dump2 this adjustor: 12

          看到了嗎? VC8居然輸出了Derived對象的完整布局! 我們終于可以不必兩眼一抹黑般的去peek/poke了....第1行表明,Derived對象總占用了32字節;其由三部分組成,分別是行3-行7、行 8-行12、行13、行28;其中前二者分別是基類Base1、Base2的布局,最后的行28為虛擬基類Common的布局。

          以基類 Base1部分為例,可發現其由一個虛函數表指針vftable和虛基表指針vbtable構成,先看Base1部分的vftable所指向的虛表$ vftable@Base1(行19),不難發現,其中的表項2已經被Derived::print2給override了;再來看Base2部分的 vftable所指向的虛表$vftable@Base2(行23),可發現,同樣的,Base2::dump2被Derived::dump2給 override了。這不明擺著就是虛函數機制嘛,heh~

          值得注意的是,這個例子同時說明,多繼承場合下,其實在單一對象中是存在多個 this指針的....行35-36給出了如何將Derived的this指針校正為其基類子對象this指針的偏移量,也就是說,根據行36,假設有個 Derived d,那么d.dump1()實際上應該理解成通過虛表$vftable@Base2對((Base2*)(((char*)&d)+12))- >dump1()的調用....即傳遞給所有Base2成員函數的this指針應該是(Base2*)((char*)(&d)+12),這里可能我寫得恐怖了點,意思到了就成....這不,普通繼承、多繼承、對象Slicing的語義都在這個布局里面了,看仔細了哈~

          OK,多繼承看完了,繼續看虛擬基類是如何布局的。虛基Common在Derived的布局中,位于Derived本身數據成員之后的位置。Base1、 Base2中均保存了一個vbtable指針,其分別指向各自所使用的虛基表$vbtable@Base1和$vbtable@Base2,為什么要指向一個虛基表? 很簡單,因為Base1、Base2有可能會同時繼承多個不同的虛擬基類.....這充分體現了C++對象布局的復雜性....在每個虛基表中,保存了所繼承的虛擬基類部分相對于子類部分vbtable指針的偏移值,以Base2為例,我們知道Base2的vbtable在Derived中的偏移值為16 (行10),則根據$vbtable@Base2,虛基Common部分距離Base2 vbtable指針的偏移值為12,則有虛基Common在Derived中的總偏移值為16+12。與普通多繼承同理,我們在調用非虛擬的虛基成員函數時,必須將Derived的this指針調整為指向虛基部分的this指針,只有這樣才能成功地訪問虛基自身的數據成員和虛基的虛擬函數(通過虛基自己的 vftable,為簡單起見,上例中我就沒弄那么復雜了,大家可以自己玩玩,明白如何舉一反三即可)

          posted on 2007-12-07 09:56 daiyie 閱讀(646) 評論(2)  編輯  收藏

          評論

          # re: Visual C++ 8.0對象布局的奧秘:虛函數、多繼承、虛擬繼承 2008-03-22 18:25 w2002

          是樓主轉載的就請寫清楚是從哪里轉載的哈,不要全文copy搞得不清不楚  回復  更多評論   

          # re: Visual C++ 8.0對象布局的奧秘:虛函數、多繼承、虛擬繼承 2008-11-19 15:18 pathuang68@163.com

          感謝告訴我們有這么回事情,不過我在VS2005IDE環境下居然沒有成功。
          在命令行下是可以的。  回復  更多評論   


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