Visual Studio查看虚函数表C++内存模型

news2024/12/25 0:57:16

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在其他选项这里写上/d1 reportAllClassLayout，它可以看到所有相关类的内存布局，如果写上/d1 reportSingleClassLayoutXXX（XXX为类名），则只会打出指定类XXX的内存布局。近期的VS版本都支持这样配置。

运行程序的话就会自动生成一张虚函数表了：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
	int a = 0;
	int b = 0;
	virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }
	virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; }
	virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; }
};

class Derive : public Base {
	void g() { cout << "Derive::g" << endl; }
	virtual void g1() { cout << "Derive::g" << endl; }
};

int main()
{
	
	system("pause");
	return 0;
}

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这个内存结构图分成了两个部分，上面是内存分布，下面是虚表。

单一继承（含成员变量+虚函数+虚函数覆盖）

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通过代码查看的虚函数表是这样的：

多继承（含成员函数+虚函数+虚函数覆盖）

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2个int型，一个short型（2字节padding后占4个字节），2个虚函数表，所以长度为5*4 = 20；虚函数表是这样的：

内存布局是这样：

深度为2的继承（成员变量+虚函数+虚函数覆盖）

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3个int型,1个short型（2字节padding后占4个字节），2个虚函数表；代码显示的类的布局是这样：

内存布局：

class A {
public:
	virtual void f1() { cout << "A:f1" << endl; };
	virtual void f2() { cout << "A:f2" << endl; };
	virtual void f3() { cout << "A:f3" << endl; };
};

class B {
public:
	virtual void g1() { cout << "B:g1" << endl; };
	virtual void g2() { cout << "B:g2" << endl; };
	virtual void f2() { cout << "B:f2" << endl; };
};

class C :public A, public B {
	virtual void f1() { cout << "C:f1" << endl; };
	virtual void g1() { cout << "C:g1" << endl; };
};

class D :public C {
	virtual void f1() { cout << "D:f1" << endl; };
	virtual void g2() { cout << "D:g2" << endl; };
};

显示的内存分布是这样的：
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重复继承（含成员变量+虚函数+虚函数覆盖）

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由于基类中的m_nAge在内存分布中出现了两次，所以最后的结果是5个int类型和2个虚函数表，共计28字节。

单一虚继承（含成员变量+虚函数+虚函数覆盖）

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所谓的虚继承就是把继承语法前加上virtual关键字，例如class B：virtual public A{…};
虚拟继承的出现就是为了解决重复继承中多个间接父类（可以解决菱形问题）的问题的。内存分布是这样的：

这里需要解释下，因为出现了vfptr与vbptr，vfptr常见，但是vbptr却是第一次见，它指向CChildren的vbtable，另一个CChildren的vfptr位于0地址偏移处，它指向CChildren的vftable。从截图中也可以看出有2个vftable与1个vbtable（一共3个表）。vbtable中的8表示vbptr与基类的vfptr（这里即_vfptr::CParent）之间的偏移量（记录了基类vfptr的地址，即二重指针）。
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另外提及一下，如果CChildren里全部是重载基类中的虚函数的话，或者说没有新的虚函数的话，_vfptr::CChildren指向的虚函数表就是空的，所以计算大小的时候可以不用算进去，因为实际上并没有创建相应的表格。
举个例子：

class A {
public:
	virtual void f1() { cout << "A:f1" << endl; };
	virtual void f2() { cout << "A:f2" << endl; };
	virtual void f3() { cout << "A:f3" << endl; };
};

class B:virtual A {
public:
	//virtual void g1() { cout << "B:g1" << endl; }; //如果打开注释，那么B就会有自己的vfptr
	void f2() { cout << "B:f2" << endl; };
	void f3() { cout << "B:f3" << endl; };
};