多态（Ｃ＋＋）（３）

落日映苍穹つ 2022-06-05 06:26 175阅读 0赞

# 带虚函数的虚拟继承 #

## （1）概念： ##

在基类中存在虚函数，同时，派生类采用虚拟共有继承的方式，这种方式成为带虚函数共有继承。

## （２）内存： ##

带虚函数的虚拟继承，在内存中增加4+4个字节的内存空间。其中4个字节用来存放指向虚函数表的地址，另外4个字节用来存放指向偏移量表格的地址。

### （1）猜想单继承对象模型： ###

![这里写图片描述][SouthEast]

#### （1）程序实现： ####

#include <iostream>
    using namespace std;
    class B
    {
    public:
        virtual void FunTest1()
        {
            cout<<"B::FunTest1()"<<endl;
        }
    
        virtual void FunTest2()
        {
            cout<<"B::FunTest2()"<<endl;
        }
        int _b;
    };
    class D:virtual public B
    {
    public:
        virtual void FunTest1()
        {
            cout<<"D::FunTest1()"<<endl;
        }
    
        virtual void FunTest2()
        {
            cout<<"D::FunTest2()"<<endl;
        }
    
        virtual void FunTest3()
        {
            cout<<"D::FunTest3()"<<endl;
        }
    
        int _d;
    };
    
    typedef void (*PVTF)();//类型声明
    
    void PrintVTF(B& b, char* str)//打印虚函数表
    {
        PVTF* pFun = (PVTF*)*(int*)&b;
        while(*pFun)
        {
            (*pFun)();
            pFun++;
        }
        cout<<endl;
    }
    
    int main()
    {
        cout<<sizeof(D)<<endl;
        D d;
        PrintVTF(d, "");
    
        B* pb = &d;
        pb = (B*)((int*)pb - 3);
        PrintVTF(*pb, "");
        return 0;
    }

#### （2）、分析与总结： ####

在该基类B中，有自身的虚函数FunTest1（）和FunTest2（）以及基类成员变量\_b，D虚拟共有继承B，在派生类D中，对基类的虚函数FunTest1（）和FunTest2（）进行重写，同时创建自身的虚函数FunTest3（）和自身成员变量\_d;  
于是大胆猜想，派生类D的大小为基类大小+派生类自身成员变量大小+ 指向虚函数表的4个字节+ 指向偏移量列表的4个字节，故而该类中所占内存空间大小为（8+4+4+4）=20个字节，程序运行结果如下：  
![图二][SouthEast 1]  
由程序运行结果可知，我们的猜想模型正确，相对于普通的公有继承，在含有虚函数的虚拟共有继承中，内存会增加8个字节，前4个用来存放指向虚函数表的地址，后4个用来存放指向偏移量表格的地址。

### （2）猜想菱形继承对象模型： ###

![图三][SouthEast 2]

#### （1）程序实现： ####

// 8
    class B
    {
    public:
        virtual void FunTest1()
        {
            cout<<"B::FunTest1()"<<endl;
        }
    
        virtual void FunTest2()
        {
            cout<<"B::FunTest2()"<<endl;
        }
    
        int _b;
    };
    
    // 16
    class C1:virtual public B
    {
    public:
        virtual void FunTest1()
        {
            cout<<"C1::FunTest1()"<<endl;
        }
    
        virtual void FunTest3()
        {
            cout<<"C1::FunTest3()"<<endl;
        }
    
        int _c1;
    };
    
    // 16
    class C2:virtual public B
    {
    public:
        virtual void FunTest2()
        {
            cout<<"C2::FunTest2()"<<endl;
        }
    
        virtual void FunTest4()
        {
            cout<<"C2::FunTest4()"<<endl;
        }
    
        int _c2;
    };
    
    class D:public C1, public C2
    {
    public:
        virtual void FunTest1()
        {
            cout<<"D::FunTest1()"<<endl;
        }
    
        virtual void FunTest3()
        {
            cout<<"D::FunTest3()"<<endl;
        }
    
        virtual void FunTest4()
        {
            cout<<"D::FunTest4()"<<endl;
        }
    
        virtual void FunTest5()
        {
            cout<<"D::FunTest5()"<<endl;
        }
    
        int _d;
    };
    
    // 函数指针变量---函数指针类型
    typedef void (*PVTF)();
    void PrintVFT(B& b, char* str)
    {
        cout<<str<<":"<<endl;
        PVTF* pFun = (PVTF*)*(int*)&b;
        while(*pFun)
        {
            (*pFun)();
            pFun++;
        }
        cout<<endl;
    }
    
    // 基类--->派生类
    void PrintVFT(C1& b, char* str)
    {
        cout<<str<<":"<<endl;
        PVTF* pFun = (PVTF*)*(int*)&b;
        while(*pFun)
        {
            (*pFun)();
            pFun++;
        }
        cout<<endl;
    }
    
    // 基类--->派生类
    void PrintVFT(C2& b, char* str)
    {
        cout<<str<<":"<<endl;
        PVTF* pFun = (PVTF*)*(int*)&b;
        while(*pFun)
        {
            (*pFun)();
            pFun++;
        }
        cout<<endl;
    }
    
    int main()
    {
        cout<<sizeof(D)<<endl;
        D d;
        d._b = 0;
        d._c1 = 1;
        d._c2 = 2;
        d._d = 3;
    
        C1& c1 = d;
        PrintVFT(c1, "C1 VFT");
    
        C2& c2 = d;
        PrintVFT(c2, "C2 VFT");
    
        B& b = d;
    
        PrintVFT(b, "C1 VFT");
    
        return 0;
    }

#### （2）分析与总结： ####

在该基类中有FunTest1()和FunTest2()两个虚拟函数，以及自身成员变量＿ｂ；Ｃ１共有虚拟继承Ｂ，同时，对其FunTest1()进行重写，并创建自身虚函数FunTest３()及成员变量ｃ１；同理，Ｃ２共有虚拟继承Ｂ，同时，对其FunTest２()进行重写，并创建自身虚函数FunTest４()及成员变量ｃ２；派生类Ｄ共有继承ｃ１和ｃ２，对FunTest１()、FunTest３()、FunTest４()进行重写，同时添加自身虚函数FunTest５()和自身成员变量＿ｄ；理论上：Ｄ的大小应该为Ｃ１所占内存空间的大小＋Ｃ２所占内存空间的大小＋自身成员变量的大小＝１６＋１６＋４＝３６；下面我们来看程序运行结果：  
![图四][SouthEast 3]  
未完待续

[SouthEast]: /images/20220605/6c60575b5076499890e5fa9aa3865dbd.png
[SouthEast 1]: /images/20220605/0880dfe930d9476b9e722441221db5a7.png
[SouthEast 2]: /images/20220605/46a93370037f4ad0897c90e3f170e1f1.png
[SouthEast 3]: /images/20220605/1036f7ee940a4883a033f667b00d4f42.png