C++ 虚拟继承中派生类的大小

在上面的代码中，为什么ClassD的输出是16。请给我解释清楚这个虚拟继承是如何工作的。

当ClassD继承ClassB和ClassC时，将有两个VPTR（一个来自B，一个来自C）。Scott Meyers的“更有效的C++”第24项（各种语言功能的成本）中描述了这种情况。

当ClassD继承ClassB和ClassC时，将有两个VPTR（一个来自B，一个来自C）。Scott Meyers的“更有效的C++”第24项（各种语言功能的成本）中描述了这种情况。

虚拟继承意味着虚拟基类只存在一次而不是多次。这就是为什么

ClassA

中的8个字节只在

ClassD

中出现一次。虚拟继承本身需要一定的开销，因此您会得到一个额外的指针。精确的实现和确切的开销不是由C++标准指定的，并且可以根据您创建的层次而变化。

虚拟继承意味着虚拟基类只存在一次而不是多次。这就是为什么

ClassA

中的8个字节只在

ClassD

中出现一次。虚拟继承本身需要一定的开销，因此您会得到一个额外的指针。确切的实现和确切的开销没有由C++标准指定，并且可以根据您创建的层次而变化。 虚拟基类与虚拟函数完全相同：它们的地址（或相对地址，又称偏移量）在编译时是未知的：

size of ClassA = 8
size of ClassB = 12
size of ClassC = 12
size of ClassD = 16

在这里，编译器必须计算

ClassA

基子对象与

ClassB

子对象（或大部分派生对象）的偏移量。有些编译器只是在

ClassB

中有一个指向它的指针；其他人使用vtable，就像用于虚拟函数一样

在这两种情况下，

ClassB

中的开销都是一个指针

ClassC

类似，但vptr将指向

ClassC

vtable，而不是

ClassB

vtable

因此，

ClassD

对象将包含（这不是一个有序列表）：

• 单个

  ClassA

  子对象
• a

  B类

  科目
• a

  c类

  科目

因此

ClassD

有两个继承的vptr:from

ClassB

和

ClassC

。在

ClassD

对象中，两个vptr都将指向一些

ClassD

vtable，但都是相同的

ClassD

vtable：

• a

  ClassB

  subject指向ClassD vtable中的ClassB，表示

  ClassA

  base与

  ClassB

  base的相对位置

• ClassC

  主题指向ClassD vtable中的ClassC，表示

  ClassA

  base与

  ClassC

  base的相对位置

可能的优化 我想你的问题是：我们需要两个不同的vptr吗？

从技术上讲，有时可以通过覆盖基类子对象来优化类的大小。这是技术上可行的情况之一：

叠加（或统一）意味着

ClassB

和

ClassC

将共享同一个vptr：给定

d

一个

ClassD

实例：

d.ClassB:：vptr==&d.ClassC:：vptr

so

d.ClassB:：vptr==d.ClassC:：vptr

但是

d.ClassB:：vptr==&ClassC\u in_ClassD\u vtable

和

d.ClassC:：vptr==&ClassC\u in_ClassD\u vtable

，因此

ClassD\u vtable中的ClassB\u必须与
ClassC\u统一。在这种特殊情况下，
ClassB\u In_ClassD\u vtable
和
ClassC\u In_ClassD\u vtable
仅用于描述
ClassA
子对象的偏移量；如果
ClassB
和
ClassC
子对象在
ClassD
中统一，则这些偏移量也统一，因此可以统一vtables

请注意，这仅在这里是可能的，因为存在完全相似性。如果对
ClassB
和
ClassC
进行了修改，以便在每个虚拟函数中添加一个虚拟函数，例如这些虚拟函数不等价（因此不可统一），则无法实现vtable的统一

结论
这种优化只在像这样非常简单的情况下才可能实现。这些情况并不典型的C++编程：人们通常使用虚拟基类结合虚拟函数。空基类优化是有用的，因为许多C++习语使用没有数据成员或虚拟函数的基类。OTOH，一个用于虚拟基类特殊用途的微小（一个vptr）空间优化对于现实世界的程序似乎没有用处。
虚拟基类实现
虚拟基类与虚拟函数完全相同：它们的地址（或相对地址，又称偏移量）在编译时是未知的：

size of ClassA = 8
size of ClassB = 12
size of ClassC = 12
size of ClassD = 16

在这里，编译器必须计算
ClassA
基子对象与
ClassB
子对象（或大部分派生对象）的偏移量。有些编译器只是在
ClassB
中有一个指向它的指针；其他人使用vtable，就像用于虚拟函数一样

在这两种情况下，
ClassB
中的开销都是一个指针

ClassC
类似，但vptr将指向
ClassC
vtable，而不是
ClassB
vtable

因此，
ClassD
对象将包含（这不是一个有序列表）：


单个
ClassA
子对象
a
B类
科目
a
c类
科目

因此
ClassD
有两个继承的vptr:from
ClassB
和
ClassC
。在
ClassD
对象中，两个vptr都将指向一些
ClassD
vtable，但都是相同的
ClassD
vtable：


void f(ClassB *pb) {
    ClassA *pa = pb;
}