【C++编程】C++虚函数表剖析 ③

钻石型多重虚继承

钻石型-重复继承的源代码如下所示。其中，每个类都有两个变量，一个是整形（4字节），一个是字符（1字节）：

class B
{
public:
    int ib;
    char cb;
public:
    B() :ib(0), cb('B') {}
    virtual void f() { cout << "B::f()" << endl; }
    virtual void Bf() { cout << "B::Bf()" << endl; }
};

class B1 : virtual public B
{
public:
    int ib1;
    char cb1;
public:
    B1() :ib1(11), cb1('1') {}
    virtual void f() { cout << "B1::f()" << endl; }
    virtual void f1() { cout << "B1::f1()" << endl; }
    virtual void Bf1() { cout << "B1::Bf1()" << endl; }
};

class B2 : virtual public B
{
public:
    int ib2;
    char cb2;
public:
    B2() :ib2(12), cb2('2') {}
    virtual void f() { cout << "B2::f()" << endl; }
    virtual void f2() { cout << "B2::f2()" << endl; }
    virtual void Bf2() { cout << "B2::Bf2()" << endl; }
};

class D : public B1, public B2
{
public:
    int id;
    char cd;
public:
    D() :id(100), cd('D') {}
    virtual void f() { cout << "D::f()" << endl; }
    virtual void f1() { cout << "D::f1()" << endl; }
    virtual void f2() { cout << "D::f2()" << endl; }
    virtual void Df() { cout << "D::Df()" << endl; }
};

图解：

钻石型虚继承内存布局：

2. 虚函数

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。钻石型的结构是其最经典的结构。也是我们在这里要讨论的结构：

上述的“重复继承”只需要把B1和B2继承B的语法中加上virtual 关键，就成了虚拟继承，其继承图如下所示：

上图和前面的“重复继承”中的类的内部数据和接口都是完全一样的，只是我们采用了虚拟继承，其省略后的源码如下所示：

1 class B {……};
2 class B1 : virtual public B{……};
3 class B2: virtual public B{……};
4 class D : public B1, public B2{ …… };

在看菱形虚拟继承之前，我们先看一下简单的虚拟单继承是怎么样的，这样便于我们理解复杂一点的菱形虚拟继承，我们先看一组代码：

 1 class A {
 2 public:
 3     int _a;
 4     virtual void fun1() {}
 5 };
 6 
 7 class B : public virtual A {
 8 public:
 9     int _b;
10     //virtual void fun1() {}
11     //virtual void fun2() {}
12 };
13 
14 
15 int main()
16 {
17     B b;
18     b._a = 2;
19     b._b = 1;
20     cout << sizeof(A) << endl;
21     cout << sizeof(B) << endl;
22     getchar();
23     return 0;
24 }

在VS2013的测试结果为8和16，我们试着去掉 //virtual void fun1() {}的注释，也就是

1 class B : public virtual A {
2 public:
3     int _b;
4     virtual void fun1() {}
5     //virtual void fun2() {}
6 };

此时测试结果仍为8和16，但是当我们去掉//virtual void fun2() {}的注释，也就是

1 class B : public virtual A {
2 public:
3     int _b;
4     virtual void fun1() {}
5     virtual void fun2() {}
6 };

测试结果为sizeof(A) = 8，sizeof(B) = 20。这是为什么？为了解决这个问题，我们有必要看看在这几种情况下的B对象模型，A类对象模型比较简单，我们知道虚函数必有一个指向虚表的指针，再加上A类对象本身有个int型数据加起来就是8。而对于B对象模型，我们可以简单分几种情况：
子类有覆盖（重写）且没有新增虚函数 and 子类没有覆盖（重写）且没有新增虚函数：这两种情况并没有太大差别，对于B对象模型都是下面这种：