C++对象模型

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  本文主要对C++对象模型做一个简单总结。主要讨论以下几种情况下的C++对象的内存布局情况。

1)      单一的一般继承

2)      单一的虚拟继承

3)      多重继承

4)      重复多重继承

5)      钻石型的虚拟多重继承

虚函数

先简单介绍一下虚函数的机制。虚函数的主要作用是实现了多态的机制。对于多态，简而言之就是用父类型的指针指向其子类的实例，然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数。从而让父类的指针有“多种形态”，这是一种泛型技术。

都知道虚函数是通过一张虚表来实现的，在这个表中主要是一个类的虚函数的地址列表。在有虚函数的类的实例中这个表就被分配在这个实例的内存中，它就像一个地图，指向实际应该调用的函数。为了保证取到虚函数表的有最高的性能，C++编译器一般会保证虚函数表的指针存放于对象实例中最前面的位置。这意味着我们可以通过对象实例的地址来获得这张虚函数表，从而遍历其中所有的函数指针，并调用。

下面给出一个实际的例子。

1 class Base {
2      public:
3             virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }
4             virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; }
5             virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; }
6  
7 };

我们可以通过Base的实例来得到虚函数表，使用如下代码：

 1 typedef void(*Fun)(void);
 2  
 3 Base b;
 4  
 5 Fun pFun = NULL;
 6  
 7 cout << "虚函数表指针的地址：" << (int*)(&b) << endl;
 8 cout << "虚函数表 — 第一个函数地址：" << (int*)*(int*)(&b) << endl;
 9  
10 // Invoke the first virtual function
11 pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(&b));
12 pFun();

运行结果如下：

我们强行把&b转成int *，取得虚函数表指针的地址，然后再次取址就得到第一个虚函数的地址了，即Base::f()。同样的，我们如果要调用Base::g()和Base::h()，可以使用如下代码：

1 (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+0);  // Base::f()
2 (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+1);  // Base::g()
3 (Fun)*((int*)*(int*)(&b)+2);  // Base::h()

下图可以帮助理解：

注意：上面这个图中，虚函数表的最后有一个点，这个是虚函数表的结束点。这个值在不同的编译器下是不同的。在win8.1+vs2013中，这个值是NULL。在Ubuntu 14.04+GCC4.8.2中，如果这个值为1，表示还有下一个虚函数表（多重继承），如果值是0，则表示是最后一个虚函数表。

 （未完待续）

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原文地址：http://www.cnblogs.com/codinglol/p/4757947.html