C++中虚函数工作原理和(虚)继承类的内存占用大小计算
一、虚函数的工作原理
每当创建一个包含有虚函数的类或从包含有虚函数的类派生一个类时,编译器就会为这个类创建一个虚函数表(VTABLE)保存该类所有虚函数的地址,其实这个VTABLE的作用就是保存自己类中所有虚函数的地址,可以把VTABLE形象地看成一个函数指针数组,这个数组的每个元素存放的就是虚函数的地址。在每个带有虚函数的类 中,编译器秘密地置入一指针,称为v p o i n t e r(缩写为V P T R),指向这个对象的V TA B L E。 当构造该派生类对象时,其成员VPTR被初始化指向该派生类的VTABLE。所以可以认为VTABLE是该类的所有对象共有的,在定义该类时被初始化;而VPTR则是每个类对象都有独立一份的,且在该类对象被构造时被初始化。
通过基类指针做虚函数调 用时(也就是做多态调用时),编译器静态地插入取得这个V P T R,并在V TA B L E表中查找函数地址的代码,这样就能调用正确的函数使晚捆绑发生。为每个类设置V TA B L E、初始化V P T R、为虚函数调用插入代码,所有这些都是自动发生的,所以我们不必担心这些。
1、直接继承
那我们来看看编译器是怎么建立VPTR指向的这个虚函数表的,先看下面两个类:class A{public:virtual void aa() { }virtual void aa2() { }private:char ch[3];};class B: virtual public A{public:virtual void bb() { }virtual void bb2() { }};int main(void){cout<<"A's size is "<<sizeof(A)<<endl;cout<<"B's size is "<<sizeof(B)<<endl;return 0;}执行结果:A's size is 8
B's size is 16
说明:对于虚继承,类B因为有自己的虚函数,所以它本身有一个虚指针,指向自己的虚表。另外,类B虚继承类A时,首先要通过加入一个虚指针来指向父类A,然后还要包含父类A的所有内容。因此是4+4+8=16。