c++对象内存模型【内存布局】

http://www.th7.cn/Program/cp/201301/122774.shtml

 

 

#类中的元素

0. 成员变量   1. 成员函数   2. 静态成员变量   3. 静态成员函数   4. 虚函数   5. 纯虚函数

#影响对象大小的因素

0. 成员变量     1. 虚函数表指针(_vftptr)   2. 虚基类表指针(_vbtptr)   3. 内存对齐

注:【下文中_vbptr等同于_vbtptr】

#对象内存布局分类讨论

vc6变量查看器中(Locals,Watch1等),也可以看到部分对象布局的情况(不完整,且虚继承是错误的)。

vs2005及以后版本的编译器提供了/d1reportSingleClassLayout[类名]编译选项来查看对象完整的内存布局:

cl classLayout.cpp /d1reportSingleClassLayoutCChildren

0. 单一类

(1). 空类

sizeof(CNull)=1(用于标识该对象

(2). 只有成员变量的类

c++对象内存模型【内存布局】_第1张图片

int nVarSize = sizeof(CVariable) = 12

内存布局:

(3). 只有虚函数的类

c++对象内存模型【内存布局】_第2张图片

int nVFuntionSize = sizeof(CVFuction) = 4(虚表指针)

c++对象内存模型【内存布局】_第3张图片

内存布局:

(4). 有成员变量、虚函数的类

c++对象内存模型【内存布局】_第4张图片

int nParentSize = sizeof(CParent) = 8

c++对象内存模型【内存布局】_第5张图片

内存布局:

1. 单一继承(含成员变量、虚函数、虚函数覆盖)

c++对象内存模型【内存布局】_第6张图片

int nChildSize = sizeof(CChildren) = 12

vc中显示的结果(注:还有1个虚函数CChildren::g1没有被显示出来):

d1reportSingleClass查看:

c++对象内存模型【内存布局】_第7张图片

内存布局:

2. 多继承 (含成员变量、虚函数、虚函数覆盖)

c++对象内存模型【内存布局】_第8张图片

int nChildSize = sizeof(CChildren) = 20

vc中显示的结果(注:还有2个虚函数CChildren::f2,CChildren::h2没有被显示出来,this指针的adjustor值也没打印出):

d1reportSingleClass查看:

内存布局:

3. 深度为2的继承(含成员变量、虚函数、虚函数覆盖)

c++对象内存模型【内存布局】_第9张图片

int nGrandSize = sizeof(CGrandChildren) = 24

vc中显示的结果(注:还有3个虚函数CGrandChildren::f2,CChildren::h2,CGrandChildren::f3没有显示出来,this指针的adjustor值也没打印出):

d1reportSingleClass查看:

内存布局:

4 重复继承(含成员变量、虚函数、虚函数覆盖)

c++对象内存模型【内存布局】_第10张图片

int nGrandSize = sizeof(CGrandChildren) = 28

vc中显示的结果(注:还有大量的虚函数没有显示出来,this指针的adjustor值也没打印出):

c++对象内存模型【内存布局】_第11张图片

d1reportSingleClass查看:

内存布局:

由于m_nAge在内容中存在两个拷贝,因此我们不能直接通过pGrandChildrenA->m_nAge来访问该变量,

这样会存在二义性,编译器无法知道应该访问CChildren1中的m_nAge,还是CChildren2中的m_nAge。

为了标识唯一的m_nAge,就需要带上其所在范围的类名了。如下:

1 pGrandChildrenA->CChildren1::m_nAge = 1;2 pGrandChildrenA->CChildren2::m_nAge = 2;

5. 单一虚继承(含成员变量、虚函数、虚函数覆盖)

c++对象内存模型【内存布局】_第12张图片

int nChildSize = sizeof(CChildren) = 20

d1reportSingleClass查看:

内存布局:

c++对象内存模型【内存布局】_第13张图片

6. 多虚继承(含成员变量、虚函数、虚函数覆盖)

(1) virtual CParent1, CParent2

c++对象内存模型【内存布局】_第14张图片

int nChildSize = sizeof(CChildren) = 24

d1reportSingleClass查看:

c++对象内存模型【内存布局】_第15张图片

内存布局:

c++对象内存模型【内存布局】_第16张图片

(2) CParent1, virtual CParent2

c++对象内存模型【内存布局】_第17张图片

int nChildSize = sizeof(CChildren) = 24

d1reportSingleClass查看:

c++对象内存模型【内存布局】_第18张图片

内存布局:

c++对象内存模型【内存布局】_第19张图片

(3) virtual CParent1, virtual CParent2

c++对象内存模型【内存布局】_第20张图片

int nChildSize = sizeof(CChildren) = 28

d1reportSingleClass查看:

内存布局:

7. 钻石型的虚拟多重继承(含成员变量、虚函数、虚函数覆盖)

c++对象内存模型【内存布局】_第21张图片

int nGrandChildSize = sizeof(CGrandChildren) = 36

d1reportSingleClass查看:

c++对象内存模型【内存布局】_第22张图片

内存布局:

c++对象内存模型【内存布局】_第23张图片

#外部参考

C++类对应的内存结构

陈皓- C++ 虚函数表解析

陈皓 - C++ 对象的内存布局(上)

陈皓 - C++ 对象的内存布局(下)

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