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C++Day12 虛擬繼承記憶體布局測驗

2023-01-27 06:46:02 後端開發

測驗一、虛繼承與繼承的區別

1.1  單個繼承，不帶虛函式
1>class B    size(8):
1>    +---
1> 0    | +--- (base class A)
1> 0    | | _ia                       //4B
1>    | +---
1> 4    | _ib                        //4B

有兩個int型別資料成員，占8B，基類邏輯存在前面

1.2、單個虛繼承，不帶虛函式
1>class B    size(12):
1>    +---
1> 0    | {vbptr}        //虛基指標（指向虛基表）
1> 4    | _ib                          //派生類放到前面
1>    +---
1>    +--- (virtual base A)        //虛基類
1> 8    | _ia
1>    +---
1>B::$vbtable@:                     //虛基表
1> 0    | 0                        // 虛基指標距離派生類物件偏移0B
1> 1    | 8 (Bd(B+0)A)            //  虛基指標向下偏移8B找到虛基類

虛繼承多一個虛基指標，共12B，虛擬繼承會將派生類的邏輯存到前面；

虛基表中存放的內容：（1）虛基指標距離派生類物件首地址的偏移資訊（2）虛基類的偏移資訊

 測驗二、單個虛繼承，帶虛函式

2.1、單個繼承，帶虛函式
1>class B    size(12):
1>    +---
1> 0    | +--- (base class A)
1> 0    | | {vfptr}       //虛函式指標
1> 4    | | _ia
1>    | +---
1> 8    | _ib
1>    +---
1>B::$vftable@:              //虛表
1>    | &B_meta
1>    |  0
1> 0    | &B::f                      // f 和 fb2 入虛表，fb不是虛函式，不入虛表
1> 1    | &B::fb2                   // 派生類新增虛函式直接放在基類虛表中

帶虛函式的話，多一個虛函式指標，指向虛表，所以共占12B，派生類新增的虛函式放入基類虛表

2.3、單個虛繼承，帶虛函式，派生類不新增
8/16
1>class B    size(16):
1>    +---
1> 0    | {vbptr}    //有虛繼承的時候就多一個虛基指標，虛基指標指向虛基表  
1> 4    | _ib        //有虛函式的時候就產生一個虛函式指標，虛函式指標指向虛函式表
1>    +--- 
1>    +--- (virtual base A)
1> 8    | {vfptr}
1>12    | _ia
1>    +---
1>B::$vbtable@:  //虛基表
1> 0    | 0                   // 虛基指標距離派生類物件偏移0B
1> 1    | 8 (Bd(B+0)A)        // 虛基指標向下偏移8B找到虛基類
1>B::$vftable@:   //虛函式表
1>    | -8         
1> 0    | &B::f

兩個 int 型變數，一個虛函式指標，一個虛基指標，共占16B；

虛擬繼承使得派生類邏輯存在基類前面；

（虛擬繼承后，基類在派生類后面，虛函式指標也在下面，派生類要找到虛函式表，向后偏移8B）

2.2 單個虛繼承，帶虛函式 （自己新增）
1>class B    size(20):
1>    +---
1> 0    | {vfptr}    //虛函式指標
1> 4    | {vbptr}    //虛基指標  （虛繼承多一個）  {虛擬繼承，派生類在前面}
1> 8    | _ib
1>    +---
1>    +--- (virtual base A)    
1>12    | {vfptr}           //虛函式指標
1>16    | _ia
1>    +---
1>B::$vftable@B@:        //虛表
1>    | &B_meta
1>    |  0
1> 0    | &B::fb2     //派生類新增虛函式，放在最前面，訪問新增虛函式快一些，不用偏移 ，多一個虛函式指標，指向新的虛表
1>B::$vbtable@:                     //虛基表
1> 0    | -4                       //虛基指標距離派生類物件首地址的偏移資訊
1> 1    | 8 (Bd(B+4)A)            //找到虛基類的偏移資訊
1>B::$vftable@A@:                //虛表
1>    | -12
1> 0    | &B::f    基類布局在最后面

派生類中新增一個虛函式指標，指向一張新的虛表，存放派生類新增的虛函式，可以更快的訪問到

所以，兩個虛函式指標，一個虛基指標，兩個int型別變數，共20B

 

 

 

 測驗三：多重繼承（帶虛函式）

3.1、普通多重繼承，帶虛函式，自己有新增虛函式
28   //Base1中 f() g() h() , Base2中 f() g() h() , Base3中 f() g() h() Derived 中 f() g1() 
1>class Derived    size(28):
1>    +---
1> 0    | +--- (base class Base1)            //基類有自己的虛函式表，基類的布局按照被繼承時的順序排列
1> 0    | | {vfptr}                         // 3個虛函式指標指向不同虛表
1> 4    | | _iBase1
1>    | +---
1> 8    | +--- (base class Base2)
1> 8    | | {vfptr}
1>12    | | _iBase2
1>    | +---
1>16    | +--- (base class Base3)
1>16    | | {vfptr}
1>20    | | _iBase3
1>    | +---
1>24    | _iDerived
1>    +---
1>Derived::$vftable@Base1@:
1>    | &Derived_meta
1>    |  0
1> 0    | &Derived::f(虛函式的覆寫)    //第一個虛函式表中存放真實的被覆寫的虛函式地址，其他虛函式表中存放跳轉地址
1> 1    | &Base1::g
1> 2    | &Base1::h
1> 3    | &Derived::g1        (新的虛函式，直接放在基類之后，加快查找速度)
1>Derived::$vftable@Base2@:
1>    | -8
1> 0    | &thunk: this-=8; goto Derived::f   //虛函式表還可以存放跳轉指令
1> 1    | &Base2::g
1> 2    | &Base2::h
1>Derived::$vftable@Base3@:
1>    | -16
1> 0    | &thunk: this-=16; goto Derived::f
1> 1    | &Base3::g
1> 2    | &Base3::h

Base1、Base2、Base3中各有一個虛函式指標指向自己的虛表，有4個int型別的資料成員，共占28B

第一個虛函式表中存放真實的被覆寫的虛函式地址，其他虛函式表中存放跳轉地址

3.2、虛擬多重繼承，帶虛函式，自己有新增虛函式(只有第一個是虛繼承)
32  Base1是虛繼承
1>class Derived    size(32):    //多一個虛基指標
1>    +---
1> 0    | +--- (base class Base2)
1> 0    | | {vfptr}
1> 4    | | _iBase2
1>    | +---
1> 8    | +--- (base class Base3)
1> 8    | | {vfptr}
1>12    | | _iBase3
1>    | +---
1>16    | {vbptr}
1>20    | _iDerived
1>    +---
1>    +--- (virtual base Base1)
1>24    | {vfptr}
1>28    | _iBase1
1>    +---
1>Derived::$vftable@Base2@:
1>    | &Derived_meta
1>    |  0
1> 0    | &Derived::f    //第一個虛函式表中存放真實的被覆寫的虛函式地址，其他虛函式表中存放跳轉地址
1> 1    | &Base2::g
1> 2    | &Base2::h
1> 3    | &Derived::g1
1>Derived::$vftable@Base3@:
1>    | -8                                //去找Derived::f
1> 0    | &thunk: this-=8; goto Derived::f
1> 1    | &Base3::g
1> 2    | &Base3::h
1>Derived::$vbtable@:   //虛基表
1> 0    | -16
1> 1    | 8 (Derivedd(Derived+16)Base1)
1>Derived::$vftable@Base1@:
1>    | -24
1> 0    | &thunk: this-=24; goto Derived::f
1> 1    | &Base1::g
1> 2    | &Base1::h

虛擬繼承會將派生類的邏輯存到前面，Base1是虛繼承，所以記憶體中的存放順序為 Base2、Base3、Derived、Base1

所占空間大小，在上面一個例子基礎上，多一個虛基指標，所以占32B

虛基指標向上偏移16B得到派生類物件首地址，向下偏移8B找到虛基類

3.3、虛擬多重繼承，帶虛函式，自己有新增虛函式(三個都是虛繼承)
36
1>class Derived    size(36):    //多一張虛表
1>    +---
1> 0    | {vfptr}                         //以空間換時間   新增虛函式，多張虛表
1> 4    | {vbptr}
1> 8    | _iDerived
1>    +---
1>    +--- (virtual base Base1)
1>12    | {vfptr}
1>16    | _iBase1
1>    +---
1>    +--- (virtual base Base2)
1>20    | {vfptr}
1>24    | _iBase2
1>    +---
1>    +--- (virtual base Base3)
1>28    | {vfptr}
1>32    | _iBase3
1>    +---
1>Derived::$vftable@Derived@:
1>    | &Derived_meta
1>    |  0
1> 0    | &Derived::g1
1>Derived::$vbtable@:
1> 0    | -4
1> 1    | 8 (Derivedd(Derived+4)Base1)　　//vbptr偏移8B找到虛基類Base1
1> 2    | 16 (Derivedd(Derived+4)Base2)  // vbptr偏移16B找到虛基類Base2
1> 3    | 24 (Derivedd(Derived+4)Base3)
1>Derived::$vftable@Base1@:
1>    | -12
1> 0    | &Derived::f
1> 1    | &Base1::g
1> 2    | &Base1::h
1>Derived::$vftable@Base2@:
1>    | -20
1> 0    | &thunk: this-=8; goto Derived::f
1> 1    | &Base2::g
1> 2    | &Base2::h
1>Derived::$vftable@Base3@:
1>    | -28
1> 0    | &thunk: this-=16; goto Derived::f
1> 1    | &Base3::g
1> 2    | &Base3::h

虛擬繼承會將派生類的邏輯存到前面，3個Base都是虛繼承，所以記憶體中的存放順序為Derived、Base1、 Base2、Base3

在上一個例子的基礎上，多一張虛表，所以占36B

 

 

 測驗四、菱形虛繼承

4.1、菱形普通繼承(存盤二義性)
48  B1、B2繼承B；D繼承B1、B2
class D    size(48):
1>    +---
1> 0    | +--- (base class B1)
1> 0    | | +--- (base class B)
1> 0    | | | {vfptr}
1> 4    | | | _ib             //存盤二義性
1> 8    | | | _cb  //1
1>      | | | <alignment member> (size=3) //記憶體對齊
1>    | | +---
1>12    | | _ib1
1>16    | | _cb1
1>      | | <alignment member> (size=3)
1>    | +---
1>20    | +--- (base class B2)
1>20    | | +--- (base class B)
1>20    | | | {vfptr}
1>24    | | | _ib           //存盤二義性
1>28    | | | _cb
1>      | | | <alignment member> (size=3)
1>    | | +---
1>32    | | _ib2
1>36    | | _cb2
1>      | | <alignment member> (size=3)
1>    | +---
1>40    | _id
1>44    | _cd
1>      | <alignment member> (size=3)
1>    +---
1>D::$vftable@B1@:
1>    | &D_meta
1>    |  0
1> 0    | &D::f
1> 1    | &B::Bf
1> 2    | &D::f1
1> 3    | &B1::Bf1
1> 4    | &D::Df
1>D::$vftable@B2@:
1>    | -20
1> 0    | &thunk: this-=20; goto D::f
1> 1    | &B::Bf
1> 2    | &D::f2
1> 3    | &B2::Bf2

B的資料成員有兩份，造成了存盤二義性，共占48B

4.2、菱形虛擬繼承        B1、B2虛擬繼承B；D普通繼承B1、B2
52
1>class D    size(52):
1>    +---
1> 0    | +--- (base class B1)        //基類B1
1> 0    | | {vfptr}
1> 4    | | {vbptr}        // +36 找到虛基類
1> 8    | | _ib1
1>12    | | _cb1
1>      | | <alignment member> (size=3)
1>    | +---               
1>16    | +--- (base class B2)      //基類B2
1>16    | | {vfptr}
1>20    | | {vbptr}      // +20找到虛基類
1>24    | | _ib2
1>28    | | _cb2
1>      | | <alignment member> (size=3)
1>    | +---
1>32    | _id          //派生類D
1>36    | _cd
1>      | <alignment member> (size=3)
1>    +---
1>    +--- (virtual base B)   //基類B
1>40    | {vfptr}
1>44    | _ib
1>48    | _cb
1>      | <alignment member> (size=3)
1>    +---
1>D::$vftable@B1@:
1>    | &D_meta
1>    |  0
1> 0    | &D::f1    // D中覆寫了
1> 1    | &B1::Bf1 //新增
1> 2    | &D::Df   //D中新增，放到B1的虛函式表中
1>D::$vftable@B2@:
1>    | -16
1> 0    | &D::f2     // D中覆寫了
1> 1    | &B2::Bf2  //新增
1>D::$vbtable@B1@:
1> 0    | -4        //距離派生類物件B1首地址偏移  -4
1> 1    | 36 (Dd(B1+4)B)
1>D::$vbtable@B2@:
1> 0    | -4        //距離派生類物件B2首地址偏移  -4
1> 1    | 20 (Dd(B2+4)B)
1>D::$vftable@B@:
1>    | -40
1> 0    | &D::f
1> 1    | &B::Bf

B1、B2各有虛基指標

存盤順序本來是：派生類B1、基類B、派生類B2、基類B、派生類D

存盤順序：派生類B1、派生類B2、派生類D、基類B（基類放到后面，解決了存盤二義性）

 

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/542419.html

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    Rust中的智能指標是什么 智能指標（smart pointers）是一類資料結構，是擁有資料所有權和額外功能的指標。是指標的進一步發展 指標（pointer）是一個包含記憶體地址的變數的通用概念。這個地址參考，或 ” 指向”（points at）一些其 他資料 。參考以 & 符號為標志并借用了他們所 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:10 more
  • Java的值傳遞和參考傳遞

    值傳遞不會改變本身，參考傳遞（如果傳遞的值需要實體化到堆里）如果發生修改了會改變本身。 1.基本資料型別都是值傳遞 package com.example.basic; public class Test { public static void main(String[] args) { int ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:04 more
  • [2]SpinalHDL教程——Scala簡單入門

    第一個 Scala 程式 shell里面輸入 $ scala scala> 1 + 1 res0: Int = 2 scala> println("Hello World!") Hello World! 檔案形式 object HelloWorld { /* 這是我的第一個 Scala 程式 * 以 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:58 more
  • 理解函式指標和回呼函式

    理解 函式指標 指向函式的指標。比如： 理解函式指標的偽代碼 void (*p)(int type, char *data); // 定義一個函式指標p void func(int type, char *data); // 宣告一個函式func p = func; // 將指標p指向函式func ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:52 more
  • Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式

    本文首發于公眾號：Hunter后端 原文鏈接：Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式 日期函式主要介紹兩個大類，Extract() 和 Trunc() Extract() 函式作用是提取日期，比如我們可以提取一個日期欄位的年份，月份，日等資料 Trunc() 的作用則是截取，比如 2022-0 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:45 more
  • 一天吃透JVM面試八股文

    什么是JVM？ JVM，全稱Java Virtual Machine（Java虛擬機），是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實作的。由一套位元組碼指令集、一組暫存器、一個堆疊、一個垃圾回收堆和一個存盤方法域等組成。JVM屏蔽了與作業系統平臺相關的資訊，使得Java程式只需要生成在Java虛擬機 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:31 more
  • 使用Java接入小程式訂閱訊息！

    更新完微信服務號的模板訊息之后，我又趕緊把微信小程式的訂閱訊息給實作了！之前我一直以為微信小程式也是要企業才能申請，沒想到小程式個人就能申請。 訊息推送平臺🔥推送下發【郵件】【短信】【微信服務號】【微信小程式】【企業微信】【釘釘】等訊息型別。 https://gitee.com/zhongfuch ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:59 more
  • java -- 緩沖流、轉換流、序列化流

    緩沖流 緩沖流, 也叫高效流, 按照資料型別分類： 位元組緩沖流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream 字符緩沖流：BufferedReader，BufferedWriter 緩沖流的基本原理，是在創建流物件時，會創建一個內置的默認大小的緩沖區陣列，通過緩沖 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:49 more
  • Java-SpringBoot-Range請求頭設定實作視頻分段傳輸

    老實說，人太懶了，現在基本都不喜歡寫筆記了，但是網上有關Range請求頭的文章都太水了 下面是抄的一段StackOverflow的代碼...自己大修改過的，寫的注釋挺全的，應該直接看得懂，就不解釋了 寫的不好...只是希望能給視頻網站開發的新手一點點幫助吧. 業務場景：視頻分段傳輸、視頻多段傳輸（理 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:42 more
  • Windows 10開發教程_編程入門自學教程_菜鳥教程-免費教程分享

    教程簡介 Windows 10開發入門教程 - 從簡單的步驟了解Windows 10開發，從基本到高級概念，包括簡介，UWP，第一個應用程式，商店，XAML控制元件，資料系結，XAML性能，自適應設計，自適應UI，自適應代碼，檔案管理，SQLite資料庫，應用程式到應用程式通信，應用程式本地化，應用程式 ......

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