理解虚继承和虚基类

虚基类/抽象类

抽象类:有纯虚函数的类

虚继承
通过修饰继承方式, 如代码2是虚继承,被虚继承的类称为虚基类

虚继承派生类的内存布局方式
先是vbptr => 派生类的数据 =>基类的数据 ,
对比代码1和代码2,发现原本基类数据在前面,派生类数据在后面,但是在虚继承的时候
基类数据方式放到了后面,前面放了vbptr和派生类数据.
vbprt指向的是vbtable ,vbtable中存储的数据是偏移量, 是vbptr指针起始位置到基类的偏移量,见代码2和代码2后面的图片
通过偏移量可以找到基类数据,仔细对比代码1和代码2

vfprt/vbptr
vftabe/vbtable

代码1

class  A{public:     int ma;protcted:     int mb;private:     int mc;}//B继承 A,class B : public A{public:     int md;potected:     int me;private:     int mf;}

代码2 虚继承

#include using namespace std;class  A{public:     int ma;protected:     int mb;private:     int mc;};//B继承 A,class B : virtual public A{public:     int md;protected:     int me;private:     int mf;};int main(){    return 0;         }

代码3

#include using namespace std;class  A{public:     int ma;     virtual void show()     {     }protected:     int mb;private:     int mc;};//B继承 A,class B : public A{public:     int md;     virtual void show()     {     }protected:     int me;private:     int mf;};int main(){   A *PA=new B();   PA->show();   return 0;        }

代码4

#include using namespace std;class  A{public:     int ma;     virtual void show()     {     }protected:     int mb;private:     int mc;};//B继承 A,class B : virtual  public A{public:     int md;     virtual void show()     {     }protected:     int me;private:     int mf;};int main(){   A *PA=new B();   PA->show(); // 能正常调用B的show() 方法   delete PA;  // 运行报错! 如下图   return 0;        }

vfptr/vbptr vbtable/vbtable 同时出现
当一个类有虚函数,那么就会生成vfptr,vfptr指向vftable，vftable中主要包含RTTI信息和虚函数地址信息
vbptr 专门为派生类从基类中虚继承用得,vbptr指向vbtable，vbtable中主要存储了vbptr到虚基类地址的偏移量

运行报错原因

PA->show();//正常delete PA ;//运行报错A *PA=new B(); 用基类指针指向派生类,问题:new B()返回的地址是vbptr起始地址?还是基类vfptr的起始地址？基类指针指向派生类对象,PA指向的是基类的起始地址,即上图中vfptr起始地址,PA->show()能正常调用,因为PA指向vfptr起始地址,直接可以将vfptr读取出来,但是释放内存的时候应该从vbptr地址开始释放,所以报错.

代码5

#include using namespace std;class  A {public:int ma;        void operator delete(void *p) {    cout <<"A Operator Delete "<< p << endl;    free(p);}virtual void show(){}protected:int mb;private:int mc;};//B继承 A,class B : virtual public A {public:int md;void * operator new(size_t size) {void * p = malloc(size);cout << "class B operator new malloc Address=" << p << endl;return p;}virtual void show(){}protected:int me;private:int mf;};int main() {A *PA = new B();cout << PA << endl;        delete PA;system("pause");return 0;}

结合代码5中申请的内存地址,和返回的地址，类的内存结构,偏移量，等信息进行分析了解

如果代码5中改成如下

int main() {        B b;A *PA = &b;system("pause");return 0;}b在栈上申请空间就不会有上面释放内存的错误(windows vc编译环境 ).

另外vfptr 是归属 基类还是派生类问题?
如果基类本身有虚函数的,那么vfptr归属基类,如果基类中没有虚函数,派生类有虚函数,那么vfptr归属派生类 如下图

vbtable中的偏移量是vbptr的起始地址到基类的偏移量