虚继承内存布局（2019.10.22）

1.为什么需要虚继承

如下图所示如果访问Der::Fun or Der::m_nValue就会带来二义性，无法确定是调用Base1的还是Base2的，所以为了解决多重继承情况下成员访问的二义性，引入了虚继承机制。

 

一般继承                                                                           虚继承

                    

 

2.虚继承实现

在虚继承下，Der通过共享虚基类SuperBase来避免二义性，在Base1，Base2中分别保存虚基类指针，Der继承Base1,Base2,包含Base1, Base2的虚基类指针，并指向同一块内存区，这样Der便可以间接存取虚基类的成员，如下图所示：

3.不同编译器实现方式

 

不同编译器对间接存取的方法不同，以下以GCC和VC为例，均采用以下代码进行实验：

 

class SuperBase
{
public:
    int m_nValue;
    void Fun(){cout<<"SuperBase1"<<endl;}
    virtual ~SuperBase(){}
};
 
class Base1:  virtual public SuperBase
{
public:
virtual ~ Base1(){}
};
class Base2:  virtual public SuperBase
{
 
public:
virtual ~ Base2(){}
 
};
 
class Der:public Base1, public Base2
{
 
public:
virtual ~ Der(){}
 
};
 
void main()
{
cout<<sizeof(SuperBase)<<sizeof(Base1)<<sizeof(Base2)<<sizeof(Der)<<endl;
}

1) GCC中结果为8, 12, 12, 16

解析：sizeof(SuperBase) = sizeof(int) + 虚函数表指针

sizeof(Base1) = sizeof(Base2) = sizeof(int) + 虚函数指针 + 虚基类指针

sizeof(Der) = sizeof(int) + Base1中虚基类指针 + Base2虚基类指针 + 虚函数指针 

GCC共享虚函数表指针，也就是说父类如果已经有虚函数表指针，那么子类中共享父类的虚函数表指针空间，不在占用额外的空间，这一点与VC不同，VC在虚继承情况下，不共享父类虚函数表指针，详见如下。

 

2）VC中结果为：8, 16, 16, 24

 

解析：sizeof(SuperBase) = sizeof(int) + 虚函数表指针

sizeof(Base1) = sizeof(Base2) = sizeof(int) + SuperBase虚函数指针 + 虚基类指针 + 自身虚函数指针

sizeof(Der) = sizeof(int) + Base1中虚基类指针 + Base2中虚基类指针 + Base1虚函数指针 + Base2虚函数指针 + 自身虚函数指针

 

 

如果去掉虚继承，结果将和GCC结果一样，A,B,C都是8，D为16，原因就是VC的编译器对于非虚继承，父类和子类是共享虚函数表指针的。