C++ 虚表起源

news2024/11/15 9:47:09

本文会让看不见摸不着的虚表(Vtable),虚指针(Vptr)彻底现行

本文涉及思想:

C++ 面向对象封装继承多态中的多态

概念解释:

虚表指针：

这是指向虚表（vtable）的指针，虚表中包含了该类的所有虚函数对应的地址。

虚表：

虚表是一个编译时生成的静态数组，存放在程序的数据段中，包含所有虚函数的地址(不属于类对象,与类对象无关)。每个类有自己的虚表，派生类可以继承基类的虚表并进行修改以反映任何虚函数的覆盖（重写）。

sizeof的严格语义:

A a;

sizeof(A) 和 sizeof(a) 都表示类对象的大小，但它们从语法上指向稍有不同的含义：

sizeof(A)：这表示测量 A 类型的对象所占用的内存大小，即类 A 的实例化对象的大小。这是从类型层面进行的测量，表明创建一个该类型的实例所需的字节数。

sizeof(a)：这表示测量已经实例化的对象 a 的大小，其中 a 是 A 类的一个实例。这实际上将给出与 sizeof(A) 相同的结果，因为 a 是 A 类型。

如果一个类是空的,那么它占1字节,为了防止类对象重叠.

例如新建10个类,如果大小是0,内存中无论是顺序还是随机,都有概率会使用相同的内存地址

#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
};

int main()
{
    cout << sizeof(A) << endl; // 1
    return 0;
}

放入一个普通函数,不会改变类对象大小:

类对象的行为属于类的共享资源，存储在代码段中

#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
    void show(){};//虚函数和普通函数都不占类对象大小
};

int main()
{
    cout << sizeof(A) << endl; // 1
   
    return 0;
}

放入一个虚函数,则编译器会为该类创建一个虚指针,64位机器为8字节

#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
    virtual void show(){}; // 虚函数和普通函数都不占类对象的大小
};

int main()
{
    cout << sizeof(A) << endl; // 64位系统 Vptr占8字节

    return 0;
}

为了验证上述猜想:

#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
    virtual void show1(){}; 
    virtual void show2(){}; 
    virtual void show3(){}; 
    virtual void show4(){}; 
};

int main()
{
    cout << sizeof(A) << endl; // 64位系统 Vptr占8字节

    return 0;
}

无论放几个虚函数,始终只存在一个虚指针