C++:使用继承的类的内存布局

Question

我知道标准没有规定如何打包数据.我只是试图了解类的内存布局(尤其是如何dynamic_cast<void*>保证返回指向最派生类的开头的指针).我想不出有关以下代码输出的任何解释:

struct A{ int a;};
struct B{ int b;};
struct C: public A, public B { int c;};
struct D:public C {int d;};


int main(){
  D* ob=new D;
  A* a = ob;
  B* b = ob;
  C* c = ob;
}

打印指针的值表明,a,c,d有总是相同的值,只b添加4个字节偏移量.这是偶然的吗？或者背后有一个逻辑？

编辑: 从概念上讲,布局应该像图像一样,但不知何故,点A,C和D合并为一个.

Answer 1

首先,你struct A是

| int a |

并且B是

| int b |

struct C继承struct A和struct B,它也有一个成员,int c.所以它可以有这样的布局:

            struct B
struct A     /
   \        /
| int a | int b | int c |

并且struct D,继承struct C,是

            struct B
struct A     /
   \        /
| int a | int b | int c | int d |
\-----------------------/
         struct C

现在想一想D* ob = new D;.它会是这样的:

| int a | int b | int c | int d |
^
\
 ob

并考虑A* a = ob- struct A是偏移0 struct D,所以它是

| int a | int b | int c | int d |
^
\
 a

它等于struct c.

然而,当谈到struct B它时,它是在偏移量4(if sizeof(int) == 4)上,所以它是 -

| int a | int b | int c | int d |
        ^
        /
       b

请注意,布局未在标准中定义,并且每个实现可能不同.我向您展示了一种可能的布局.

有关高级信息,建议您阅读"空类"的C++多重继承内存布局.