類的記憶體結構(一)-有解無憂

類的記憶體結構包含什么？
靜態成員變數和靜態成員函式是不會計算在類的記憶體結構中的，因為靜態static決定了它們早在編譯期就確定了靜態變數區中的地址，因此通常來說類的記憶體結構只包含普通成員變數，
還有什么特殊情況下不止包含普通成員變數呢？
1. 繼承：當子類繼承父類時，父類的普通成員變數同樣會存盤在子類的記憶體結構之中
2. 虛函式：子類繼承父類時，如果父類存在虛函式（父類存在虛函式，作為繼承類的子類必定也存在虛函式），那么此時父類中存在一個虛函式指標，指向存盤虛函式的地址，虛函式指標位于類記憶體結構的頂部，
3. 當virtual遇上繼承：虛繼承的存在，是用于面對菱形繼承的問題，在這里假設將TrueBase稱為一級父類，Base1、Base2稱為二級父類，Son稱為三級子類，如果Base1、Base2同時作為TrueBase類的子類，而son類繼承了Base1和Base2類，比如動物，羊和駝，羊駝（切勿當真），此時為了避免Son類中重復存在TrueBase類的成員變數，將Base1和Base2定義為TrueBase的虛擬繼承子類（就像繼承了但沒有完全繼承），
虛繼承是什么原理呢？
虛繼承實際上是通過虛基類指標來尋找TrueBase類的地址，和虛函式指標一樣，是通過指標來指向記憶體地址，而不是像普通繼承那樣直接存入地址，形成空間浪費，
加入了繼承、虛函式、虛繼承之后，記憶體結構究竟變得怎么樣了呢？
（Base1: virtual public TrueBase; Base2: virtual Public TrueBase; Son: public Base1, public Base2）

vfptr即虛函式指標，vbptr是虛基類指標，vfptr在記憶體中處于vbptr之前，且子類通過vbptr尋找的基類存盤在最后，
肯定有人問為什么當發生虛繼承時，Base1和Base2的vfptr呢？Son的vbptr呢？
1. 在macOS的GCC編譯器Clion平臺下，準確來說，是64位系統下的GCC編譯器中，子類父類會共享一個虛函式指標！！！，所以虛函式指標只有一個！
2. csdn中的推薦鏈接，給了我很大的啟發和幫助，感謝作者：https://blog.csdn.net/longjialin93528/article/details/79874558
3. 問vbptr的去好好面壁思過（笑），只有虛擬繼承才會出現虛基類指標，此時Son只有public繼承，是不會存在虛基部指標的，當然，如果是虛繼承，那么自然會多出一個vbptr指標，
記憶體對齊的問題
需要注意的是，不同編譯器下的不同資料型別的大小是不同的，在64位系統下，我的macOS，Clion，GCC編譯器下指標是8位元組，為了使記憶體最大程度地被利用而且規范，會存在記憶體對齊的要求，
以最長的虛繼承的Son型別為例，大小應該是vbptr（8）+int（8）+vbptr（8）+int（4）+int（4）+vfptr（8）+int（8）= 48，因為存在記憶體對齊，int這種4大小的型別，如果不能組合為8大小，將會由4擴至8，在Clion中撰寫，大小確實是48，證明推斷并無錯誤，
總結
盡管類的記憶體結構很復雜，但是我們只要掌握這些最基本的結構知識，還是能夠推斷出大部分情況下的記憶體大小的，
但是，不要為了所謂的學習，去故意寫一些亂七八糟的繼承，不僅從實際出發不實用，而且會讓自己陷入陷阱中，在日常學習和編程中加以利用這些知識才是正途，

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標籤：C++

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