在多级继承中派生的虚拟基类会发生什么

What happens to a virtual base class on being derived in multilevel inheritance?

本文关键字：基类 什么 虚拟 多级 继承 派生      更新时间：2023-10-16

在处理继承时，我碰巧尝试了这个：

class A
{ int i; };
class B : virtual public A
{ int j; };
class C : public B
{ int k; };
int main()
{
std::cout<<sizeof(C)/sizeof(int);
return 0;
}

这给了我输出6

而以下工作如预期，给出输出3

class A
{ int i; };
class B : public A  // No virtual here
{ int j; };
class C : public B
{ int k; };
int main()
{
std::cout<<sizeof(C)/sizeof(int);
return 0;
}

为什么会有这种差异？为什么是第二种情况的两倍？

这取决于实现。

然而，几乎所有的编译器都会使用相同的机制，只要有virtual关键字，编译器就需要通过vptr和vtables进行一些额外的记账。这种额外的记账增加了班级规模。

严格地说，你应该依赖大小来确定任何特定的大小，这就是为什么标准提供sizeof来获得实际大小，而不是猜测估计它的原因。

很简单，虚拟继承涉及额外的开销。典型的实现至少需要一个额外的指针。

请参阅虚拟表和虚拟指针中的问题4，了解多个虚拟继承和类型转换以及答案。

class A {
int i;
};
class B : public A {
int j;
};

在这个不使用虚拟继承的例子中，B类型的对象可以像B这样定义：

class B0 {
int i;
int j;
};

一旦引入了虚拟继承，这就行不通了：

class C : public virtual A {
int k;
};
class D : public virtual A {
int l;
};
class E : public C, public D {
int m;
};

类型为C的对象有两个int成员：来自C定义的k和来自A定义的i。类似地，类型为D的对象具有两个int成员，即l和i。到目前为止，一切都很好。类E的棘手部分是：它也有一个int成员i，因为A的两个实例都是虚拟基。因此，C和D都不能像上面的B0那样编写，因为E最终会有两个副本的i。

解决方案是添加一层间接层。C、D和E类型的对象看起来像这样(伪代码，不要试图编译它)：

class C0 {
int *cip = &i;
int k;
int i;
};
class D0 {
int *dip = &i;
int l;
int i;
};
class E0 {
// C0 subobect:
int *cip = &i;
int k;
// D0 subobject:
int *dip = &i;
int l;
// E data:
int *eip = &i;
int m;
int i;
};

在E的大小中，您看到的是那些额外的指针，它们使得无论C和D在派生类中如何组合，都可以拥有i的单个副本。(实际上，这些指针中的每一个都是指向A的指针，因为A当然可以有多个数据成员，但这在这个简单的伪代码中太难表示了)。

这取决于编译器的实现。不同的编译器有不同的结果。但有一点是肯定的，结果肯定不止三个。

相关文章：