C++多态、继承的简单分析

一直以为自己对多态和继承已经比较了解，当遇到虚继承的时候，发现有点犯晕，想不通了，于是在微博上向几个大神请教，很快得到了他们的回复，高兴之情无以言表。之后自己查了一些资料，结合大神的回复，在这里做一下简单的记录。

我的问题如下：

为什么虚继承类的sizeof要大些啊，是因为虚继承中，子类有指向父类的指针和指向父类的虚函数表的指针吗，比非虚继承多了这两个指针？ @左耳朵耗子 @简悦云风 @GeniusVczh

 

@GeniusVczh：调用的时候给的this和函数实际需要的this的指针不一定是一样的，多重继承的时候已经这样了。再加上你还有virtual继承，所以需要很多描述。

V福尔摩斯 回复 @GeniusVczh：看了B(第三个图中的B)的内存布局，的确有vfptr和vbptr两个指针

简悦云风：和编译器实现有关。实现上虚继承更象是组合，因为它可以被菱形继承而只有一份，所以加上一个额外指针引用这个对象。没有虚函数时不生成虚表，所以 2 里就是 a 对象加额外指针。3里面 b 有虚表,就再加一个虚表指针。字数不够不吐槽了。

左耳朵耗子：1） int a ：4字节；2）虚函数增加一个虚表指针：4字节。3）虚继承还会增加一个指针：4字节。但是为什么最后会是16个字呢？你是在用VC++吧？看一下我的这篇文章（http://t.cn/a1lMjd 最后一个示例）你会知道VC++的对象布局是有点诡异。G++下应该是正常的。

看了简悦云风和左耳朵耗子两个大神的回复之后，自己觉得还是有点晕，于是看了一下《Effective C++》和《More Effective C++》，在这里做一下记录。

 

多态的实现原理：

1：含有虚方法的类都有一个虚函数表

2：子类的虚方法会覆盖父类对应的虚方法

3：含有虚方法的类的每个实例都有一个指向虚方法表的指针，如果虚继承的话可能会有多个

4：根据3中的指针调用虚方法表中对应的虚方法

多态的实现差不多就是上面几点。面试中经常遇到的就是调用哪个方法的问题，一句话告诉你是怎么调用的：在继承关系中，非虚方法调用指针类型的方法；虚方法调用指针所指的对象类型的方法。非虚方法和默认参数都是静态绑定，在继承关系中只跟指针类型有关，跟指针所指的对象的实际类型无关。还有一点就是非虚方法就像C方法一样，不用太在意，证明非虚方法就像C方法的一个方式就是，用一个空指针调用一个非虚方法，只要这个对象没有用到对象的数据，就不会有任何问题。

再来看看我发问的哪个图，为什么图3中sizeof(B)=16，于是用VS自带的工具看了一下B的内存布局，如下图:

查看对象内存布局的VS命令：cl [filename].cpp /d1reportSingleClassLayout[className]

看到这个图，其实还是不太好理解，int a占4字节，B有自己的虚函数表，虚函数指针占4字节，另外多出一个vfptr和vbptr，那就只能这样理解了：vfptr指向父类的虚函数表，B每多虚继承一个类，就多一个vfptr，不信你可以试试，vbptr指向A，但是每多虚继承一个类，并不多出一个vbptr，这是和解呢？

@pop_Atry:干嘛不把B到A的偏移量放到虚表里面，何必为每个对象添加一个额外引用？

@简悦云风:回复@pop_Atry: 1. 性能原因; 2.有的编译器的确是放偏移量的.

风神一语中的，但如果不按照@pop_Atry，就是我们现在看到的，B变大了。

妹的，不同的编译器有不同的实现，咋们讨论这个问题有什么意义呢，千万不要把不同编译器编译的代码放到同一个程序中啊，啊哥。

虚拟继承的出现就是为了解决重复继承中多个间接父类的问题的，保证每个父类都只有一份。

Effective C++的作者建议尽量避免多继承，如果不能避免也要避免菱形继承，各种莫名其妙的复杂啊。所以说多继承也就算了，还许多(虚多)继承，那就要搞死人了。

更多了解请看左耳朵耗子的相关博客：http://blog.csdn.net/haoel/article/details/3081385