理解派生类中的vtable

Question

我试图通过虚拟表和继承来解决一些低级别的问题.

通过继承两个类并添加新的虚函数来创建新类时,vptr将存储在哪里？

在我看来,编译器在这种情况下执行一些'vptr-optimization'.而我正想弄明白.

假设,我们有以下结构:

struct A
{
  int a;
  virtual void fa();
};
struct B
{
  double b;
  virtual void fb();
};
struct C : A, B
{
  char c;
  virtual void fa();
  virtual void fb();
  virtual void fc();
};

在86的情况下和对齐= 4,A并且B在存储器中看起来像这样:

   +------+------+
A: | vptr |  a   |
   +------+------+
sizeof(A) = 4 + 4 = 8

   +------+------+------+------+
B: | vptr        |      b      |
   +------+------+------+------+
sizeof(B) = 8 + 8 = 16

但是当我尝试重新组装时C,我得到了这个:

   +------+------+------+------+------+------+------+
C: | vptr |  a   | vptr        |      b      |  c   |
   +------+------+------+------+------+------+------+
but sizeof(C) = 32

? ?;
(C*)&c; // 0x100
(B*)&c; // 0x108
(A*)&c; // 0x100
&c.a;   // 0x104
&c.b;   // 0x110
&c.c;   // 0x118

那么vptr在C哪里？我可以假设编译器合并了不同的虚拟表(例如A和的vptr C),但在这种情况下为什么sizeof(C)返回sizeof(A)+ sizeof(B)+ sizeof(alligned_char)+ sizeof(vptr)

在struct D : public C {}具有相同的故事-不存在的vptr D.

我使用的编译器是msvc 2012 x86.

Answer 1

编译器必须兼顾简单性和基类需要存在于对象中的事实。

+------+---------+----+
|   A  | B       |  C |
+------+---------+----+

所以

• A 需要存在，就好像它不是派生的一样。
• B 需要像没有派生一样存在。
• C有了新的自由。

A 和 B 中的虚函数将针对派生类 C 的实现进行修补。C 将向（可能）现有的第一个元素添加虚函数A的 vtable 中。

A 的基础虚函数表

+------+
| A:fa |
+------+

A派生类中的 vtableC

+------+
| C:fa |   // implemented by derived class.
+------+
| C:fb |   // any calls to fb need to be sent to `C`'s implementation
+------+
| C:fc |   // any calls to fc can be overridden by vtable.
+------+ 

B派生类中的 vtableC

+------+
| C:fb |   // overridden, but no need to add fc, fa to this table.
+------+

我认为对齐规则导致 的大小被C填充，以便对齐敏感的双精度数正确对齐（确保数组C正确对齐）。

的大小B是 (4) 的大小vptr和填充，以确保(4) 和(8)double的大小对齐double