C++虚继承(十) --- 谈谈陈皓遗留的问题
網(wǎng)上關(guān)于c++對(duì)象布局的文章挺多，而且《深度探索c++對(duì)象模型》(Inside The C++ Object Model?侯捷?譯）一書(shū)中也很詳細(xì)地介紹。如果你一點(diǎn)都不了解C++對(duì)象的布局,我推薦你看看《深度探索c++對(duì)象模型》的第三章,如果你意猶未盡下面的兩個(gè)系列都很不錯(cuò)：
一是陳皓的《C++?對(duì)象的內(nèi)存布局》圖文并貌，寫(xiě)得很是詳細(xì)。地址是http://blog.csdn.net/haoel/archive/2008/10/15/3081328.aspx。
二是玄機(jī)逸士的《對(duì)象內(nèi)存布局》系列則幾乎把每種可能性列出來(lái)了，尤為詳盡。地址是http://blog.csdn.net/pathuang68/archive/2009/04/23/4101970.aspx。
讀了以上好文，對(duì)于c++對(duì)象的布局其實(shí)應(yīng)該是山水了然于胸了，不過(guò)我最在寫(xiě)一個(gè)用c++模仿C#事件機(jī)制的東東，但發(fā)覺(jué)得有很幾處細(xì)節(jié)不是很明了，而且陳皓朋友也在最后提出了一個(gè)問(wèn)題，雖然有網(wǎng)友答之，仍語(yǔ)言不詳。而我卻必需深入了解此，才能真正實(shí)做出C++的事件。
此文應(yīng)該算是狗尾續(xù)貂之作,高手可能會(huì)不屑一顧。不過(guò)希望還是對(duì)一些朋友有幫助。因?yàn)閷?duì)于普通類(lèi)的對(duì)象布局，前人備述已，我也不太可能寫(xiě)出什么新意來(lái)，更多的是因?yàn)槲冶容^懶。呵呵，本文所探討的就是那種極端復(fù)雜的菱形結(jié)構(gòu)如下：
class A ;
class B : virtual public A;
class C : virtual public B;
class D : public B,public C;
?
??? 好了，來(lái)了，我們從最基礎(chǔ)的的討論起。當(dāng)c++支持virtual base class?時(shí)，就會(huì)多了一些額外負(fù)擔(dān)，當(dāng)class中內(nèi)含一個(gè)或多個(gè)virtual base class subobject時(shí)，將分成兩個(gè)部分，一個(gè)不變局部和一個(gè)共享局部。最初的方案是為每一個(gè)虛基類(lèi)安插一個(gè)指針指向這個(gè)虛基類(lèi)，其缺點(diǎn)是為了負(fù)擔(dān)太重，而且當(dāng)虛繼承鏈加長(zhǎng)時(shí)，導(dǎo)致間接存取時(shí)間加長(zhǎng)（需通過(guò)多次跳轉(zhuǎn)）。因此有兩種解決方案（《深入》一書(shū)中所提)：
一、是引入virtual base class table,不管多少個(gè)虛基類(lèi)，總是只有一個(gè)指針指向它，這個(gè)virtual base class table(VBTBL)包括真正的?virtual base class?指針。
二、Bjarne的辦法是在virtual function table中放置virtual base class的offset，而非地址,這個(gè)offset在virtual function table?的負(fù)位置(正值是索引virtual function，而負(fù)值則方向盤(pán)引到virtual base class offsets)。
我用vc2003觀(guān)測(cè)到的實(shí)際情況是。在類(lèi)中增加一個(gè)指針(VBPTR)指向一個(gè)VBTBL，這個(gè)VBTBL的第一項(xiàng)記載的是從VBPTR?與本類(lèi)的偏移地址，如果本類(lèi)有虛函數(shù)，那么第一項(xiàng)是FF FF FF FC(也就是-4)，如果沒(méi)有則是零，第二項(xiàng)起是VBPTR與本類(lèi)的虛基類(lèi)的偏移值。vc2003的這種方案?jìng)€(gè)人覺(jué)得沒(méi)有Bjarne的好，一是要多一個(gè)指針，二是因?yàn)閂BPTR與虛函數(shù)表分開(kāi)設(shè)計(jì)，也不便于修改。至于其它編譯器，因?yàn)槲腋渌幾g器不熟，所以也就沒(méi)有實(shí)測(cè)它們。
下面給出對(duì)于類(lèi)定義
struct B1
{
????int a;
????int b;
};
struct B2
{
????virtual void foo(void);
????int c;
????int d;
};
?
struct Test : virtual public B1, virtual public B2
{
????virtual void func1(void);
????virtual void func2(void);
????virtual void func3(void);
????int X;
};
一個(gè)Test?對(duì)象的內(nèi)存布局圖，我們可以清楚的看到在VS2003中VBPTR以及VBTBL的結(jié)構(gòu)以及其相關(guān)的內(nèi)容是什么意義。以及Bjarne的方案的優(yōu)點(diǎn)。
?
?
最后我們來(lái)看一個(gè)完整的例子以及內(nèi)存結(jié)構(gòu)布局。圖后有相關(guān)代碼。
?
?
代碼如下：
struct?A
{
????A(int?v=100):X(v){};
????virtual?void?foo(void){}
????int?X;
};
?
struct?B :virtual?public?A
{
????B(int?v=10):Y(v),A(100){};
????virtual?void?fooB(void){}
????int?Y;
};
?
struct?C :?virtual?public?A
{
????C(int?v=20):Z(v),A(100){}
????virtual?void?fooC(void){}
????int?Z;
};
?
?
struct?D :?public?B,?public?C
{
????D(int?v =40):B(10),C(20),A(100),L(v){}
????virtual?void?fooD(void){}
????int?L;
};
?
?
int?_tmain(int?argc, _TCHAR* argv[])
{
???
????A a;
????int?*ptr;
????ptr = (int*)&a;
????cout << ptr << " sizeof = " <<?sizeof(a) <<endl;
????for(int?i=0;i<sizeof(A)/sizeof(int);i++)
????{
????????if(ptr[i] < 10000)
????????{
?????????????cout << dec << ptr[i]<<endl;
????????}
????????else?cout << hex << ptr[i] <<" = " << hex << * ((int*)(ptr[i])) <<endl;
????}
?
????cout << "--------------------------------------" <<endl;
?
????B b;
????ptr = (int*)&b;
????cout <<"addr:" << ptr << " sizeof = " <<?sizeof(b) <<endl;
????for(int?i=0;i<sizeof(B)/sizeof(int);i++)
????{
????????if(ptr[i] < 10000)
????????{
?????????????cout << dec << ptr[i]<<endl;
????????}
????????else?cout << hex << ptr[i] <<" = " << hex << * ((int*)(ptr[i])) <<endl;
????}
?
????cout << "--------------------------------------" <<endl;
???
????D d;
????ptr = (int*)&d;
????cout <<"addr:" << ptr << " sizeof = " <<?sizeof(d) <<endl;
????for(int?i=0;i<sizeof(D)/sizeof(int);i++)
????{
????????if(ptr[i] < 10000)
????????{
?????????????cout << dec << ptr[i]<<endl;
????????}
????????else?cout << hex << ptr[i] <<" = " << hex << * ((int*)(ptr[i])) <<endl;
????}
????return?0;
}
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的C++虚继承(十) --- 谈谈陈皓遗留的问题的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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