C++类的内存布局分析
2023-07-05 13:03:27
深夜i
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C++
类
内存布局
C++类的内存布局是指在代码编译后，类对象在内存中的布局方式。它决定了成员变量在内存中的排列顺序和大小，也影响着程序的性能和正确性。
C++类的内存布局分为两种类型：单一继承和多重继承。在单一继承的情况下，类的内存布局很简单，所有的成员变量都按定义顺序排列在内存中，没有什么特别之处。但是在多重继承中，情况就变得复杂了。
多重继承时，派生类需要继承多个基类。这时就会涉及到虚继承和非虚继承。在非虚继承中，每个基类的成员变量会按顺序排在派生类的成员变量后面，派生类的成员变量排在最后。这意味着派生类的成员变量地址可能不连续，需要额外的空间适应这种情况，带来了额外的内存开销。
在虚继承中，派生类只继承了一个虚表指针，虚表指针指向了一个存储虚函数地址的数组，用于支持多态性。虚表指针紧随派生类的成员变量后，每个基类则会存放一个虚表指针。虚表指针的存在模糊了内存布局的边界，但为多继承带来了一定的灵活性。
除了继承，类的内存布局也涉及到对齐和填充问题。为了保证性能和正确性，编译器会在成员变量之间加入填充字节，使得每个成员变量的地址是对齐的，这可以提高内存访问的效率。但是太多的填充字节会浪费内存，过少的填充字节则会导致内存访问异常。
总的来说，C++类的内存布局是个复杂的问题，需要仔细考虑继承、对齐和填充等因素，以充分利用内存并保障程序的正确性和高效性。
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