菱形多态继承：sizeof 大部分派生类

Question

我知道菱形继承会导致歧义，可以通过virtual Base Classes 使用继承来避免这种情况，问题不在于它。当类是多态的时，问题是关于菱形层次结构中最派生类的大小。这是一个示例代码和示例输出：

#include<iostream>

using namespace std;

class Base
{
    public:
        virtual void doSomething(){}  
};

class Derived1:public virtual Base
{
    public:
       virtual void doSomething(){}
};

class Derived2:public virtual Base
{
    public:
       virtual void doSomething(){}
};

class Derived3:public Derived1,public Derived2
{
    public:
       virtual void doSomething(){}
};

int main()
{
    Base obj;
    Derived1 objDerived1;
    Derived2 objDerived2;
    Derived3 objDerived3;

    cout<<"\n Size of Base: "<<sizeof(obj);
    cout<<"\n Size of Derived1: "<<sizeof(objDerived1);
    cout<<"\n Size of Derived2: "<<sizeof(objDerived2);
    cout<<"\n Size of Derived3: "<<sizeof(objDerived3);

    return 0;
}

我得到的输出是：

 Size of Base: 4
 Size of Derived1: 4
 Size of Derived2: 4
 Size of Derived3: 8

据我了解，Base 包含一个虚拟成员函数，因此，
sizeof Base = vptr 的大小 = 4 在这个环境中

Derived1 和 Derived2 类的情况类似。

这是我与上述情况相关的问题：
Derived3 类对象的大小如何，这是否意味着 Derived3 类有 2 个 vptr？
Derived3 类如何与这 2 个 vptr 一起工作，关于它使用的机制有什么想法吗？
类的大小作为编译器的实现细节留下而不是由标准定义（因为虚拟机制本身是编译器的实现细节）？

Answer 1

是的，Derived3 有两个 vtable 指针。如果您按值访问它，它使用Derived3 版本，或者从父级选择一个函数，或者如果它无法决定，则表示它是模棱两可的。

对于一个孩子，它使用对应于被多态使用的父 1/2 的 vtable。

请注意，您没有正确使用虚拟继承：我认为 Derived1 和 2 应该虚拟继承自 Base。 sizeof(Derived3) 似乎仍然是 8，因为它仍然有两个可能的父母可以被视为 Derived3。当您转换为其中一个父级时，编译器实际上会调整对象指针以具有正确的 vtable。

另外我应该指出，任何与 vtable 相关的内容都是特定于实现的，因为标准中甚至没有提及 vtable。

Answer 2

我认为您想知道一些完全特定于实现的东西。 你不应该假设类的大小。

编辑：虽然好奇是一种经过验证的品质 ;-)

Answer 3

对您的代码的一个小修复：虚拟应该在derived2 和derived 3 的定义中才能工作。

http://www.parashift.com/c++-faq-lite/multiple-inheritance.html#faq-25.9

Answer 4

考虑一个稍微不同的情况：

struct B { virtual void f(); };
struct L : virtual B { virtual void g(); };
struct R : virtual B { virtual void h(); };
struct D : L, R {};

在典型的实现中，L::g 将位于相同的位置（比如在 索引 0) 在 L 的 vtable 中作为 R:h 在 R 的 vtable 中。现在考虑会发生什么 给出以下代码：

D* pd = new D;
L* pl = pd;
R* pr = pd;
pl->g();
pr->h();

在最后两行中，编译器将生成代码来查找 函数在 vtable 中相同位置的地址。所以 通过 pl 访问的 vtable 不能与 vtable 相同（或前缀 一）通过公关访问。因此，完整的对象至少需要 两个vptr，指向两个不同的vtable。