C++模块4：C++对象内存模型

客官°小女子只卖身不卖艺 2022-12-22 09:30 194阅读 0赞

## C++模块4：C++对象内存模型 ##

在C++中有两种类的数据成员：static和nonstatic，以及三种类的成员函数：static、nonstatic和virtual。在C++对象模型中，非静态数据成员被配置于每一个类的对象之中，静态数据成员则被存放在所有的类对象之外；静态及非静态成员函数也被放在类对象之外，虚函数则通过以下两个步骤支持：

**A**:每一个类产生出一堆指向虚函数的指针，放在表格之中，这个表格被称为虚函数表（virtual table, vtbl）。  
**B**:每一个类对象被添加了一个指针，指向相关的虚函数表，通常这个指针被称为vptr。vptr的设定和重置都由每一个类的构造函数、析构函数和拷贝赋值运算符自动完成。另外，虚函数表地址的前面设置了一个指向type\_info的指针，RTTI（Run Time Type Identification）运行时类型识别是由编译器在编译器生成的特殊类型信息，包括对象继承关系，对象本身的描述，RTTI是为多态而生成的信息，所以只有具有虚函数的对象在会生成。

**1 .继承下的对象内存模型：**

C++支持单一继承、多重继承和虚继承。在虚继承的情况下，虚基类不管在继承链中被派生多少次，永远只会存在一个实体。

单一继承，继承关系为class Derived : public Base。其对象的内存布局为：虚函数表指针、Base类的非static成员变量、Derived类的非static成员变量。

多重继承，继承关系为class Derived : public Base1, public Base2。其对象的内存布局为：基类Base1子对象和基类Base2子对象及Derived类的非static成员变量组成。基类子对象包括其虚函数表指针和其非static的成员变量。

重复继承，继承关系如下。Derived类的对象的内存布局与多继承相似，但是可以看到基类Base的子对象在Derived类的对象的内存中存在一份拷贝。这样直接使用Derived中基类Base的相关成员时，就会引发歧义，可使用多重虚拟继承消除之。

class Base1 : public Base
    class Base2: public Base
    class Derived : public Base1, public Base2

虚继承，继承关系如下。其对象的内存布局与重复继承的类的对象的内存分布类似，但是基类Base的子对象没有拷贝一份，在对象的内存中仅存在在一个Base类的子对象。但是它的非static成员变量放置在对象的末尾处。

class Base1 : virtual public Base
    class Base2: virtual public Base
    class Derived : public Base1, public Base2

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221120/0f11604b93ba464699d2c83e0d0b3d62.png