浅谈 c++ 类，继承类，有虚函数的类，虚拟继承的类的内存布局，使用vs2010打印布局结果。

使用sizeof函数求类大小这个问题在很多面试，笔试题中很容易考，而涉及到类的时候，又不得不说类的继承，虚继承，虚函数，所以涉及到了类的内存布局，其中关于虚拟继承（virtual public）这个话题比较难以理解，而且不同的编译器环境可能实现的类的内存布局不同，所以本文仅在ms vs2010编译环境下调试，如果你在像cfree这样的编译器中调试结果会不同当涉及到虚拟继承的时候。好了，我们一起来学习吧：

首先关于空类的大小：

class A
{

 };
sizeof(A)==1;

为什么不是0？因为类的实例化，即使是空类，编译器也会默认给类添加一个字节，使其有独一无二的地址。

关于 static 成员，构造，析构，一般成员函数，使用sizeof求类大小的时候，这些是不考虑在内的，因为static成员是所有类对象所共享的，它不是某一个对象的成员，而是具有类的属性，一般成员函数包括构造和析构函数：所以类对象调用时都是同一个函数地址，所以不计算在内。

关于虚函数：

class A{
 int a;
 virtual ~A();
};
sizeof(A)==8;

虚函数大家都知道，一般类实例的最靠前的地址是vfptr（虚函数表指针），这个指针指向这个类的虚函数表（函数指针数组），这个表里放着类的所有虚函数。关于虚函数更多的机理大家可以谷歌之。

所以这里多了一个vfptr指针，共8字节。

关于内存补齐：

class A{
char a;
virtual void f();
};
sizeof(A)==8;

a本来是1个字节，但是这里会有一个<alignment member>(size =3)补齐了3个字节，所以一共8个字节。

下面关于虚拟继承：

class A
{
   public:
   virtual void aa(){};
   char a;
 };
class B:virtual public A
{  
   public:
   virtual void bb(){};
   char b;
};
class C:virtual public A
{
   public:
   virtual void cc(){};
   char c;
};
 class D:public B,public C
{
   public:
   virtual void dd(){};
   char d;
};
sizeof(A)==8;
sizeof(B)==20;
sizeof(C)==20;
sizeof(D)==36;

有点难以理解吧，没关系，我利用vs2010的命令行操作： cl /d1 reportSingleClassLayout类名 程序名.cpp

打印了4个类的内存布局，我们一起来看看：

我们可以看出A的大小为8字节：

vfptr---->(virtual function table pointer)虚函数表指针，4个字节。

a----->成员变量4字节，其中补齐了3个字节。

最后部分为A的虚函数表，我们可以看出A只有一个虚函数：A::aa。

下面看B的内存布局：

B的大小为20：我们需要注意的是B是从A虚拟继承而来的，所以：

vfptr------>自己新增的虚函数表指针4字节；vbprt-------->虚基类表指针，指向B的虚基类4字节；成员变量b，4字节（补齐3个字节）；

包含虚基类A的：vfptr------>A的虚函数表指针；成员a（同样补齐3个字节）。

C的内存布局和B一样，下面看D的内存布局：

因为D是从B和C共有继承而来，不是虚继承，所以D没有新增自己的虚函数表指针和虚基类表指针，仅仅包括：

基类B的vfptr，vbptr，b，然后基类C的vfptr，vbptr，c，成员变量d，基类A的vfptr，成员变量a；总共36字节。

我们再看下面一种情况：

class A
{
   public:
   virtual void aa(){};
   char a;
 };
class B:virtual public A
{  
   public:
   virtual void bb(){};
   char b;
};
class C:virtual public A
{
   public:
   virtual void cc(){};
   char c;
};
 class D:virtual public B,virtual public C
{
   public:
   virtual void dd(){};
   char d;
};
sizeof(A)==8;
sizeof(B)==20;
sizeof(C)==20;
sizeof(D)==44;

与上面情况唯一不同的是D，因为它同时从B和C虚继承得到，下面我们看D的内存布局：

这已经很一目了然了吧：由于是虚拟继承，所以在最开始多了自己的一个vfptr和vbptr，其他的没有改变。

下面我们来看最后一种情况：

class A
{
   public:
   virtual void aa(){};
   char a;
 };
class B: {  
   public:
   virtual void bb(){};
   char b;
};
class C:virtual public A, virtual public B
{
   public:
   virtual void cc(){};
   char c;
};

我相信你已经能得出三个类的大小了吧，没错：sizeof(A)==8,sizeof(B)=8,sizeof(C)==28;

还需要我解释吗？看内存布局图吧：

没错，这已经一目了然了。

下面总结下：如果类中有虚函数，则会多一个一个虚函数表指针vfptr，如果是虚继承，则子类会新增一个自己的虚函数表指针，然后还会有一个

指向虚基类表的指针vbptr。这就是c++中类继承中的内存布局情况，如有错误，恳请指正。