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淺談C++對(duì)象的內(nèi)存分布和虛函數(shù)表

2020-05-23 13:56:40
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供稿:網(wǎng)友

c++中一個(gè)類中無非有四種成員:靜態(tài)數(shù)據(jù)成員和非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員,靜態(tài)函數(shù)和非靜態(tài)函數(shù)。

1、非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員被放在每一個(gè)對(duì)象體內(nèi)作為對(duì)象專有的數(shù)據(jù)成員。

2、靜態(tài)數(shù)據(jù)成員被提取出來放在程序的靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi),為該類所有對(duì)象共享,因此只存在一份。

3、靜態(tài)和非靜態(tài)成員函數(shù)最終都被提取出來放在程序的代碼段中并為該類所有對(duì)象共享,因此每一個(gè)成員函數(shù)也只能存在一份代碼實(shí)體。在c++中類的成員函數(shù)都是保存在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中的 ,那靜態(tài)函數(shù)也是保存在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中的,他們都是在類中保存同一個(gè)憊份。

因此,構(gòu)成對(duì)象本身的只有數(shù)據(jù),任何成員函數(shù)都不隸屬于任何一個(gè)對(duì)象,非靜態(tài)成員函數(shù)與對(duì)象的關(guān)系就是綁定,綁定的中介就是this指針。成員函數(shù)為該類所有對(duì)象共享,不僅是處于簡(jiǎn)化語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)、節(jié)省存儲(chǔ)的目的,而且是為了使同類對(duì)象有一致的行為。同類對(duì)象的行為雖然一致,但是操作不同的數(shù)據(jù)成員。

#include"iostream.h"class A{private: int x; int y;public: void sety() { y=5; } void print() { cout<<"x="<<x<<endl<<"y="<<y<<endl; }};void main(){ A a; a.sety(); a.print(); int *p=(int *)&a;//對(duì)象a的內(nèi)存模型里面,只有非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員,所以是合理的。 *p=6; a.print();}

4、單繼承的對(duì)象的內(nèi)存布局,第一個(gè)為虛函數(shù)表指針vtbl,其后為成員且先基類后子類,虛函數(shù)表里包含了所有的虛函數(shù)的地址,以NULL結(jié)束。虛函數(shù)如果子類有重寫,就由子類的重新的代替。

虛函數(shù)表,內(nèi)存

 <一> 上述類圖的解釋:B的v2覆蓋了A的v2,C的v1覆蓋了A的v1,C的v3覆蓋了B的v3.

注意:發(fā)生覆蓋的特征有:

1) 不同的范圍(分別位于派生類與基類);

2) 函數(shù)名字相同;

3) 參數(shù)相同;

4) 基類函數(shù)必須有virtual關(guān)鍵字。

成員函數(shù)被重載的特征
 
(1)相同的范圍(在同一個(gè)類中);
 
(2)函數(shù)名字相同;
 
(3)參數(shù)不同;
 
(4)virtual 關(guān)鍵字可有可無。

 
“隱藏”是指派生類的函數(shù)屏蔽了與其同名的基類函數(shù),規(guī)則如下
 
(1)如果派生類的函數(shù)與基類的函數(shù)同名,但是參數(shù)不同。此時(shí),不論有無virtual關(guān)鍵字,基類的函數(shù)將被隱藏(注意別與重載混淆)。
 
(2)如果派生類的函數(shù)與基類的函數(shù)同名,并且參數(shù)也相同,但是基類函數(shù)沒有virtual 關(guān)鍵字。此時(shí),基類的函數(shù)被隱藏(注意別與覆蓋混淆)  

<二> 類C的對(duì)象的內(nèi)存模型為:

虛函數(shù)表,內(nèi)存

單繼承的對(duì)象的布局,第一個(gè)為虛函數(shù)表指針vtbl,其后為成員且先基類后子類,虛函數(shù)表里包含了所有的虛函數(shù)的地址,以NULL結(jié)束。虛函數(shù)如果子類有重寫,就由子類的重新的代替。

5、與單繼承相同的是所有的虛函數(shù)都包含在虛函數(shù)表中,所不同的多重繼承有多個(gè)虛函數(shù)表,當(dāng)子類對(duì)父類的虛函數(shù)有重寫時(shí),子類的函數(shù)替換父類的函數(shù)在對(duì)應(yīng)的虛函數(shù)位置,當(dāng)子類有新的虛函數(shù)時(shí),這些虛函數(shù)被加在第一個(gè)虛函數(shù)表的后面。

虛函數(shù)表,內(nèi)存

<一> 對(duì)類圖的解釋:D的v3覆蓋了B3的v3,另外D有一個(gè)新的虛函數(shù)vD。

<二> class D 的內(nèi)存模型

虛函數(shù)表,內(nèi)存

總結(jié):與單繼承相同的是所有的虛函數(shù)都包含在虛函數(shù)表中,所不同的多重繼承有多個(gè)虛函數(shù)表,當(dāng)子類對(duì)父類的虛函數(shù)有重寫時(shí),子類的函數(shù)覆蓋父類的函數(shù)在對(duì)應(yīng)的虛函數(shù)位置,當(dāng)子類有新的虛函數(shù)時(shí),這些虛函數(shù)被加在第一個(gè)虛函數(shù)表的后面

6. 虛繼承,使公共的基類在子類中只有一份,我們看到虛繼承在多重繼承的基礎(chǔ)上多了vbtable來存儲(chǔ)到公共基類的偏移。

虛函數(shù)表,內(nèi)存

<一>類圖的解釋:D2覆蓋了B的vB,GD覆蓋了D1的vD1同時(shí)也覆蓋B的vB,GD也有自己的虛函數(shù)vGD。

<二> class GD的內(nèi)存模型

虛函數(shù)表,內(nèi)存

總結(jié):虛繼承,使公共的基類在子類中只有一份,我們看到虛繼承在多重繼承的基礎(chǔ)上多了vbtable來存儲(chǔ)到公共基類的偏移

以上就是小編為大家?guī)淼臏\談C++對(duì)象的內(nèi)存分布和虛函數(shù)表全部?jī)?nèi)容了,希望大家多多支持VEVB武林網(wǎng)~


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