内存布局: 虚继承 ---Empty virtual base classs (空虚基类)

上一次只是给出一个代码 http://blog.csdn.net/OpenHero/archive/2006/04/02/648005.aspx,和运行过程中的内存位置,现在具体的按照步骤分析一下C++中虚拟继承中的情况,
　　由于C++ stand(C++ 标准委员会) 并没有规定具体实现的办法,各个编译器厂商可能都采用不同的实现方法,
　　或许在不同的年代使用的方法也不相同,有可能就会得到不同的结果,这里,我采用VC7.1作为调试工具,由潜
　　入深的一步步分析C++ 虚继承中的内存布局;
　　这一部分由Empty virtual base calss (空虚基类:空的calss)入手,查看VC7.1中是如何实现虚拟继承的.
　　下面给出测试的代码:
　　一,菱形的继承模式
　　class A
　　{ };
　　class B : virtual public A
　　{
　　};
　　class C : virtual public A
　　{
　　};
　　class D : public C, public B
　　{
　　};
　　int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
　　{
　　A a;
　　B b;
　　C c;
　　D d;
　　int *pd = (int*)&d;
　　int *pd_c = (int*)(C*)(&d);
　　int *pd_b = (int*)(B*)(&d);
　　int *pd_a = (int*)(A*)(&d);
　　cout<< sizeof(a) << endl;
　　cout<< sizeof(b) << endl;
　　cout<< sizeof(c) << endl;
　　cout<< sizeof(d) << endl;
　　cout<< pd << endl;
　　cout<< pd_c << endl;
　　cout<< pd_b << endl;
　　cout<< pd_a << endl;
　　return 0;
　　}
　　有人会问,
　　class A
　　{ };
　　A a, 其中的a会有大小嘛?当然,a里面什么都没有,姑且就认为它是空的吧,但是,编译器如何才能记住a,而又
　　是空?你能想到一种实现的方法嘛?所以,编译器为了记住空的a,在a的内部放入了一个char的标记,作为它的
　　唯一标识,这样编译器才能认识那个a. 如果你有兴趣，你可以尝试定义A a，b； 然后你看看a和b是否是一
　　样的？现阶段来说，应该是不一样的，或许以后谁会发明新的实现方式，那个时候或许是一样也有可能了。
　　现在让我们看看上面程序的输出情况，如下：
　　1
　　4
　　4
　　8
　　0012FEAC
　　0012FEAC
　　0012FEB0
　　0012FEB4
　　这里我先不对上面的输出做出解释，或许你看了这样的输出会有疑惑，是不是和你想象的不一样？带着疑问
　　继续往下面看。
　　下面我再给出两段代码，同时给出他们各自的输出，然后再对这些输出做出解释：
　　二，六边形（菱形一）
　　class A
　　{ };
　　class B : virtual public A
　　{
　　};
　　class C : virtual public A
　　{
　　};
　　class D : /*virtual */public B
　　{
　　};
　　class E : /*virtual */public C
　　{
　　};
　　class F : public E, public D
　　{
　　};
　　int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
　　{
　　A a;
　　B b;
　　C c;
　　D d;
　　E e;
　　F f;
　　int *pf = (int*)&f;
　　int *pf_e = (int*)(E*)(&f);
　　int *pf_d = (int*)(D*)(&f);
　　int *pf_c = (int*)(C*)(&f);
　　int *pf_b = (int*)(B*)(&f);
　　int *pf_a = (int*)(A*)(&f);
　　cout<< sizeof(a) << endl;
　　cout<< sizeof(b) << endl;
　　cout<< sizeof(c) << endl;
　　cout<< sizeof(d) << endl;
　　cout<< sizeof(f) << endl;
　　cout<< pf << endl;
　　cout<< pf_e << endl;
　　cout<< pf_d << endl;
　　cout<< pf_c << endl;
　　cout<< pf_b << endl;
　　cout<< pf_a << endl;
　　return 0;
　　}
　　输出结果：
　　1
　　4
　　4
　　4
　　4
　　8
　　0012FE94
　　0012FE94
　　0012FE98
　　0012FE94
　　0012FE98
　　0012FE9C
　　三，六边形（菱形二）
　　class A
　　{ };
　　class B : virtual public A
　　{
　　};
　　class C : virtual public A
　　{
　　};
　　class D : virtual public B
　　{
　　};
　　class E : virtual public C
　　{
　　};
　　class F : public E, public D
　　{
　　};
　　int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
　　{
　　A a;
　　B b;
　　C c;
　　D d;
　　E e;
　　F f;
　　int *pf = (int*)&f;
　　int *pf_e = (int*)(E*)(&f);
　　int *pf_d = (int*)(D*)(&f);
　　int *pf_c = (int*)(C*)(&f);
　　int *pf_b = (int*)(B*)(&f);
　　int *pf_a = (int*)(A*)(&f);
　　cout<< sizeof(a) << endl;
　　cout<< sizeof(b) << endl;
　　cout<< sizeof(c) << endl;
　　cout<< sizeof(d) << endl;
　　cout<< sizeof(e) << endl;
　　cout<< sizeof(f) << endl;
　　cout<< pf << endl;
　　cout<< pf_e << endl;
　　cout<< pf_d << endl;
　　cout<< pf_c << endl;
　　cout<< pf_b << endl;
　　cout<< pf_a << endl;
　　return 0;
　　}
　　输出结果：
　　1
　　4
　　4
　　8
　　8
　　16
　　0012FE84
　　0012FE84
　　0012FE88
　　0012FE8C
　　0012FE90
　　0012FE8C
　　下面对其中的一，二做分析，三是一个有趣的现象，你可以考虑考虑：）
　　可以看到，只要有virtual的地方，都多出4个字节，用来干嘛？
　　在VC的编译器中，采用了virtual base calss pointer的方式来实现虚继承，从而保证子类回溯到基类的时
　　候只存在一个实体。多出来的4个字节就是用来存放各自的指向virtual base class 的地址的。
　　你可能又要问，a的大小为1，b，c……的大小只是4个4个增加，考虑内存对其，那不是会更大吗？
　　看到前面提到的一个问题了吗？
　　编译器只是为了记住a的时候才把a标示出来，如果知道a是空的，它既然有了子类，子类表示出来的时候，
　　当然基类就存在其中了：）
　　你可能又问？ 那为什么不把子类也表示为1，不就行了吗？当然不行，就像上面提到的，因为是为了实现虚
　　继承的菱形一样的继承样式，在子类中只存在基类一个实体，所以，就才用了指针的方式，而不是把整个实
　　体放到子类的内存中。