一起探索C++类内存分布
C++ 类中内存分布具体是怎么样，尤其是C++中含有继承、虚函数、虚拟继承以及菱形继承等等情况下。
由于在
linux
下没有
windows
下显示直观，我们采用
vs2015
进行调试。
-
部署环境
我们在
属性->C/C++ ->命令行 -> /d1 reportSingleClassLayoutXXX
,XXX表示类名；
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单个基础类
class Base
{
private:
int a;
int b;
public:
void test();
};
内存分布：
class Base size(8):
+-- -
0 | a
4 | b
+-- -
总结
：我们发现普通类的内存分布是根据声明的顺序进行的,成员函数不占用内存。
-
基础类+继承类
class Base
{
int a;
int b;
public:
void test();
};
class Divide :public Base
{
public:
void run();
private:
int c;
int d;
};
内存分布：
class Divide size(16) :
+-- -
0 | +-- - (base class Base)
0 | | a
4 | | b
| +-- -
8 | c
12 | d
+-- -
总结
：根据内存分布，我们发现普通继承类，内存分布也是按照声明的顺序进行的，成员函数不占用内存；类的顺序是先基类，后子类。
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含有虚函数的基类
class Base
{
int a;
int b;
public:
void test();
virtual void run();
};
内存分布：
class Base size(12) :
+-- -
0 | {vfptr}
4 | a
8 | b
+-- -
Base::$vftable@:
| &Base_meta
| 0
0 | &Base::run
总结
：带有虚函数的内存分布分为两部分，一部分是内存分布，一部分是虚表；我们从最上面发现，
vfptr
是放在了内存开始处，然后才是成员变量；虚函数
run
前面表示这个虚函数的序号为
0
。
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含有虚函数的基类+继承子类
class Base
{
int a;
int b;
public:
void test();
virtual void run();
};
class Divide :public Base
{
public:
void DivideFun();
virtual void run();
private:
int c;
int d;
};
内存分布：
class Divide size(20) :
+-- -
0 | +-- - (base class Base)
0 | | {vfptr}
4 | | a
8 | | b
| +-- -
12 | c
16 | d
+-- -
Divide::$vftable@:
| &Divide_meta
| 0
0 | &Divide::run
总结
：我们发现继承类，虚表只有一个，还是在内存开始处，内存排布顺序与普通继承类是一致的；
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含有虚函数的基类+继承子类（多增加一个虚函数）
class Base
{
int a;
int b;
public:
void test();
virtual void run();
};
class Divide :public Base
{
public:
void DivideFun();
virtual void run();
virtual void DivideRun();
private:
int c;
int d;
};
内存分布：
class Divide size(20) :
+-- -
0 | +-- - (base class Base)
0 | | {vfptr}
4 | | a
8 | | b
| +-- -
12 | c
16 | d
+-- -
Divide::$vftable@:
| &Divide_meta
| 0
0 | &Divide::run
1 | &Divide::DivideRun
总结
：虚表还是继承于基类，在虚表部分多了
DivideRun
序号为
1
的虚函数；
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多重继承
class Base
{
int a;
int b;
public:
virtual void run();
};
class Divide1 :public Base
{
public:
virtual void run();
private:
int c;
};
class Divide2 :public Base
{
public:
virtual void run();
private:
int d;
};
class Divide :public Divide1, Divide2
{
public:
virtual void run();
private:
int d;
};
内存分布：
class Divide1 size(16) :
+-- -
0 | +-- - (base class Base)
0 | | {vfptr}
4 | | a
8 | | b
| +-- -
12 | c
+-- -
Divide1::$vftable@:
| &Divide1_meta
| 0
0 | &Divide1::run
Divide1::run this adjustor: 0
class Divide2 size(16) :
+-- -
0 | +-- - (base class Base)
0 | | {vfptr}
4 | | a
8 | | b
| +-- -
12 | d
+-- -
Divide2::$vftable@:
| &Divide2_meta
| 0
0 | &Divide2::run
Divide2::run this adjustor: 0
class Divide size(36) :
+-- -
0 | +-- - (base class Divide1)
0 | | +-- - (base class Base)
0 | | | {vfptr}
4 | | | a
8 | | | b
| | +-- -
12 | | c
| +-- -
| +-- - (base class Divide2)
| | +-- - (base class Base)
| | | {vfptr}
| | | a
| | | b
| | +-- -
| | d
| +-- -
| d
+-- -
Divide::$vftable@Divide1@:
| &Divide_meta
| 0
0 | &Divide::run
Divide::$vftable@Divide2@:
| -16
0 | &thunk: this -= 16; goto Divide::run
Divide::run this adjustor: 0
总结：主要看最后一个
Divide
类，内存排列顺序先是Divide1，后是Divide2，在Divide1和Divide2中各有一份虚表；
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虚拟继承（菱形继承）
class Base
{
int a;
int b;
public:
virtual void run();
};
class Divide1 :virtual public Base
{
public:
virtual void run();
private:
int c;
};
class Divide2 :virtual public Base
{
public:
virtual void run();
private:
int d;
};
class
