C++中的虛擬繼承

我在閱讀關於虛擬繼承的Wikipedia文章。我跟着整篇文章，但我不能真正遵循最後一段C++中的虛擬繼承

這是通過提供哺乳動物和WingedAnimal有虛表指針自實施（或「vpointer」），例如，內存之間的偏移哺乳動物的開始和它的動物部分直到運行時才知道。因此蝙蝠變成（vpointer，Mammal，vpointer，WingedAnimal，Bat，Animal）。有兩個vtable指針，每個繼承層次結構，幾乎繼承動物。在這個例子中，一個用於Mammal的，另一個用於WingedAnimal。因此物體尺寸增加了兩個指針，但是現在的只有一個動物而沒有含糊不清。 Bat 類型的所有對象將具有相同的vpointers，但每個蝙蝠對象都將包含其自己的唯一動物對象。如果另一個類從哺乳動物繼承，如松鼠，然後在松鼠在哺乳動物對象的vpointer將從在一個BAT中哺乳動物對象的vpointer不同，儘管它們仍然可以基本上在同一特殊情況表示松鼠部分物體具有與蝙蝠部分相同的尺寸，因爲那麼從哺乳動物到動物部分的距離是相同的。這個vtable不是真的是一樣的，但是它們中的所有信息（距離）都是本質的。

有人可以擺脫這一點更多的光。

來源

2010-07-04 Bruce

有時候，你真的需要看一些代碼/圖表:)請注意，標準中沒有提到這個實現細節。

首先，讓我們看看如何實現用C方法++：

struct Base 
{ 
    void foo(); 
};

這是類似的：

struct Base {}; 

void Base_foo(Base& b);

而事實上，當你看到一個方法調用一個調試器中，您經常會將this參數看作第一個參數。它有時被稱爲隱式參數。

現在，上虛擬表。在C和C++中，可以使指針起作用。 V表基本上是函數指針表：

struct Base 
{ 
    int a; 
}; 

void Base_set(Base& b, int i) { b.a = i; } 
int Base_get(Base const& b) { return b.a; } 

struct BaseVTable 
{ 
    typedef void (*setter_t)(Base&, int); 
    typedef int (*getter_t)(Base const&); 

    setter_t mSetter; 
    getter_t mGetter; 

    BaseVTable(setter_t s, getter_t g): mSetter(s), mGetter(g) {} 
} gBaseVTable(&Base_set, &Base_get);

現在我可以這樣做：現在

void func() 
{ 
    Base b; 
    (*gBaseVTable.mSetter)(b, 3); 
    std::cout << (*gBaseVTable.mGetter)(b) << std::endl; // print 3 
}

，就到了繼承。讓我們創建另一個結構

struct Derived: Base {}; // yeah, Base does not have a virtual destructor... shh 

void Derived_set(Derived& d, int i) { d.a = i+1; } 

struct DerivedBaseVTable 
{ 
    typedef void (*setter_t)(Derived&,int); 
    typedef BaseVTable::getter_t getter_t; 

    setter_t mSetter; 
    getter_t mGetter; 

    DerivedBaseVTable(setter_t s, getter_t g): mSetter(s), mGetter(g) {} 
} gDerivedBaseVTable(&Derived_set, &Base_get);

而且使用：

void func() 
{ 
    Derived d; 
    (*gDerivedBaseVTable.mSetter)(d, 3); 
    std::cout << (*gDerivedBaseVTable.mGetter)(d) << std::endl; // print 4 
}

但如何實現自動化嗎？

你只需要具有至少一個虛函數
類的每個實例都將包含一個指向虛函數表作爲它的第一個屬性（即使你真的不能訪問每類虛函數表的一個實例它自己）

現在，在多重繼承的情況下會發生什麼？那麼，繼承是非常像的存儲器佈局術語組合物：

|          Derived         | 
|     BaseA     |     BaseB     | 
| vpointer | field1 | field2 | padding? | vpointer | field1 | field2 | padding? |

有將因此成爲MostDerived 2個虛擬表：一個以改變從BaseA和一個方法來從BaseB改變方法。

純虛函數通常表示爲一個空指針（簡單地）在相應的字段中。

最後，建築和破壞：

施工

BaseA構造：首先vpointer被初始化，則屬性，則該構造的主體被執行
BaseB被構造：vpointer，attributes，body
Derived構造：替換vpointers（兩者），屬性，主體

破壞

Derived is destructed：析構函數的身體，破壞屬性，把基地vpointers回
BaseB被破壞：身體屬性
BaseA被破壞：身體屬性

我認爲它非常全面，如果一些C++大師在那裏可以檢查一下並檢查我哈哈，我會很高興沒有犯任何愚蠢的錯誤。另外，如果缺少某些東西，我很樂意添加它。

來源

2010-07-04 19:08:44

真的很全面的答案！非常感謝！ – Bruce 2010-07-05 13:33:17

虛擬繼承期間會發生什麼？你如何解釋蝙蝠在虛擬繼承之後變成了（vpointer，Mammal，vpointer，WingedAnimal，Bat，Animal）？ – Bruce 2010-07-05 15:02:38

這裏的「蝙蝠」是一個錯誤（會導致無限遞歸）而忽略它。在虛擬繼承的情況下，虛擬繼承的類只能被一個（通過派生類最多）實例化，但顯然在「Mammal」和「WingedAnimal」部分之前。 – 2010-07-05 16:16:48

我不能，真的。本節試圖描述在使用虛擬方法表提供動態綁定（在多重繼承的情況下）的C++實現中應該做些什麼。

如果你沒有編譯器，我的建議是：不要打擾。閱讀您最喜愛的繼承，虛擬方法，多繼承和虛擬繼承的C++書籍。

另外，C++標準（IIRC）不要求使用vtable，它是一個實現細節。所以真的，不要打擾。

來源

2010-07-04 17:06:45 mkluwe

我已經開始寫一個解釋vpointers的答案，但是你的答案可能會更好，除非他想讀一整本書。 – 2010-07-04 17:08:45

@Fogh：這件事一直困擾着我很長一段時間......我不介意看整本書 – Bruce 2010-07-04 17:14:25

正如mkluwe所說，vpointers並不是真正的語言組成部分。但是，瞭解實現技術可能會很有用，特別是在像C++這樣的低級語言中。

如果你真的想了解這一點，我會推薦Inside the C++ Object Model，這解釋了這一點以及許多其他的細節。

來源

2010-07-04 17:13:30

@Fogh：非常感謝 – Bruce 2010-07-04 17:15:02

C++中的虛擬繼承

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