C++ 虚拟继承的内存使用

我有一些类（大多数是抽象类，带有虚拟继承）：

现在我使用它们：

B * object = new MyB();
object->f1(); //declared in A, imp. in MyA
object->f3(); //declared in B, imp. in MyB

一切正常，代码对我来说“很好”（我可以快速从

MyB

切换到

YourB

，只需更改一行）

但我的问题是： 与下面列出的类似代码相比，它使用了多少额外内存（相同的结果，不同的结构）

我不擅长使用内存布局/vTables，因此请用一种简单的方式向我解释它-我想知道，我的应用程序是否会花费更多的资源（内存），以及可执行文件是否会变慢

我将该代码与该代码进行比较：

class MyA{
    public:
        virtual void f1(){ ... }
        virtual void f2(){ ... }
};

class MyB : public MyA{
    public:
        void f3(){ ... }
};

MyB * object = new MyB();
object->f1(); //declared in MyA, imp. in MyA
object->f3(); //declared in MyB, imp. in MyB

---

sizeof（object）

在两个示例中都返回4（winx32，visualstudio原生编译器），但我不确定它在这里是否权威。也许这不算什么-我不认为两个样本都是100%相等的。

这取决于实现，但通常虚拟继承需要：

• 每个虚拟基类的额外指针（或偏移）：转换（例如）

  B*

  到

  A*

  的调整将取决于同一对象中的哪些其他子对象也从

  A

  虚拟派生。我认为这可以存储在vtable中，而不是对象本身，因此开销可以是每个类而不是每个对象
• 构造函数和析构函数中的额外逻辑，用于确定虚拟基对象是否需要在该点初始化/销毁
• 一些指针转换的额外工作，读取存储的指针/偏移量，而不是应用编译时常量

---

对于内存使用，您可以通过打印

sizeof（MyB）

来测量实现中的每个对象开销。每个类的开销可能可以忽略不计，除非您有大量的类。

这取决于实现，但通常虚拟继承需要：

• 每个虚拟基类的额外指针（或偏移）：转换（例如）

  B*

  到

  A*

  的调整将取决于同一对象中的哪些其他子对象也从

  A

  虚拟派生。我认为这可以存储在vtable中，而不是对象本身，因此开销可以是每个类而不是每个对象
• 构造函数和析构函数中的额外逻辑，用于确定虚拟基对象是否需要在该点初始化/销毁
• 一些指针转换的额外工作，读取存储的指针/偏移量，而不是应用编译时常量

---

对于内存使用，您可以通过打印

sizeof（MyB）

来测量实现中的每个对象开销。除非您有大量的类，否则每个类的开销可能可以忽略不计。

在我开始之前，您的问题被称为过早优化。在使用大小和空间之前，还需要考虑其他问题：正确性和健壮性

继承通常通过虚拟函数表实现，本质上是函数的地址表。因此，额外的代码空间量取决于虚拟函数的数量

虚拟函数使用跳转表执行。通常的做法是使用函数表中的值加载程序计数器。这通常是两个装配说明

函数表的变量空间量可能小于结构中对齐填充所浪费的内存。浪费的执行时间小于调用函数的开销

编辑1:
顺便说一句，汇编指令通常在1微秒或更短的时间内执行。因此，通过函数表调用需要2微秒。将此与等待磁盘I/O或用户I/O进行比较

---

这就是为什么它是一个过早的优化：在分析之前进行优化。在担心代码和变量空间的浪费之前，先分析整个代码并关注瓶颈

在我开始之前，您的问题被称为过早优化。在使用大小和空间之前，还需要考虑其他问题：正确性和健壮性

继承通常通过虚拟函数表实现，本质上是函数的地址表。因此，额外的代码空间量取决于虚拟函数的数量

虚拟函数使用跳转表执行。通常的做法是使用函数表中的值加载程序计数器。这通常是两个装配说明

函数表的变量空间量可能小于结构中对齐填充所浪费的内存。浪费的执行时间小于调用函数的开销

编辑1:
顺便说一句，汇编指令通常在1微秒或更短的时间内执行。因此，通过函数表调用需要2微秒。将此与等待磁盘I/O或用户I/O进行比较

---

这就是为什么它是一个过早的优化：在分析之前进行优化。在担心代码和变量空间的浪费之前，先分析整个代码并关注瓶颈

对于常用的编译器，开销大致如下

内存开销：指向每个父类的vtable的额外指针

运行时开销：每个虚拟方法调用都将具有间接性，以针对调用对象的实际类型找到方法的右侧实现

---

sizeof（object）

在两种情况下都返回4，因为您测量的是指向对象的指针的大小，而不是对象本身。无论指针指向哪个对象，指针大小都是相同的。

对于常用的编译器，开销大致如下

记忆

class MyA{
    public:
        virtual void f1(){ ... }
        virtual void f2(){ ... }
};

class MyB : public MyA{
    public:
        void f3(){ ... }
};

MyB * object = new MyB();
object->f1(); //declared in MyA, imp. in MyA
object->f3(); //declared in MyB, imp. in MyB