在《深度探索C++對象模型》里，有一個問題，也是去公司面試的時候那些技術(shù)人員常問的問題：在C++中，obj是一個類的對象，p是指向obj的指針，該類里面有個數(shù)據(jù)成員mem，請問obj.mem和p->mem在實(shí)現(xiàn)和效率上有什么不同。

答案是：只有一種情況下才有重大差異，該情況必須滿足以下3個條件：

（1）、obj 是一個虛擬繼承的派生類的對象
（2）、mem是從虛擬基類派生下來的成員
（3）、p是基類類型的指針

當(dāng)這種情況下，p->mem會比obj.mem多了兩個中間層。（也就是說在這種情況下，p->mem比obj.mem要明顯的慢，呵呵）

WHY？

如果好奇心比較重的話，請往下看 :)

1、虛基類的使用，和為多態(tài)而實(shí)現(xiàn)的虛函數(shù)不同，是為了解決多重繼承的二義性問題。

舉例如下：

class A
{
public:
    int a;
};

class B : virtual public A
{
public:
   int b;
};

class C :virtual public A
{
public:
   int c;
};

class D : public B, public C
{
public:
   int d;
};

上面這種菱形的繼承體系中，如果沒有virtual繼承，那么D中就有兩個A的成員int a；繼承下來，使用的時候，就會有很多二義性。而加了virtual繼承，在D中就只有A的成員int a；的一份拷貝，該拷貝不是來自B，也不是來自C，而是一份單獨(dú)的拷貝，那么，編譯器是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？？

在回答這個問題之前，先想一下，sizeof(A),sizeof(B),sizeof(C),sizeof(D)是多少？（在32位x86的linux2.6下面，或者在vc2005下面）

在linux2.6下面，結(jié)果如下：sizeof(A) = 4; sizeof(B) = 12; sizeof(C) = 12; sizeof(D) = 24

sizeof（B）為什么是12呢，那是因?yàn)槎嗔艘粋€指針（這一點(diǎn)和虛函數(shù)的實(shí)現(xiàn)一樣），那個指針是干嘛的呢？

那么sizeof(D)為什么是24呢？那是因?yàn)槌死^承B中的b，C中的c，A中的a,和D自己的成員d之外，還繼承了B，C多出來的2個指針（B和C分別有一個）。再強(qiáng)調(diào)一遍，D中的int a不是來自B也不是來自C，而是另外的一份從A直接靠過來的成員。

如果聲明了D的對象d： D d；
那么d的內(nèi)存布局如下：

vb_ptr: 繼承自B的指針
 
int b： 繼承自B公有成員
 
vc_ptr：繼承自C的指針
 
int c： 繼承自C的共有成員
 
int d： D自己的公有成員
 
int a： 繼承自A的公有成員
 

那么以下的用法會發(fā)生什么事呢？

D dD;
B *pb = &dD;
pb->a;

上面說過，dD中的int a不是繼承自B的，也不是繼承自C的，那么這個B中的pb->a又會怎么知道指向的是dD內(nèi)存中的第六項(xiàng)呢？

那就是指針vb_ptr的妙用了。原理如下：(其實(shí)g++3.4.3的實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜，我不知道是出于什么考慮，而我這里只說原理，所以把過程和內(nèi)容簡單化了)

首先，vb_ptr指向一個整數(shù)的地址，里面放的整數(shù)是那個int a的距離dD開始處的位移（在這里vb_ptr指向的地址里面放的是20，以字節(jié)為單位）。編譯器是這樣做的：

首先，找到vb_ptr(這個不用找，因?yàn)樵趃++中，vb_ptr就是B*中的第一項(xiàng)，呵呵)，然后取得vb_ptr指向的地址的內(nèi)容（這個例子是20），最后把這個內(nèi)容與指針pb相加，就得到pb->a的地址了。

所以說這種時候，用指針轉(zhuǎn)換多了兩個中間層才能找到基類的成員，而且是運(yùn)行期間。

由此也可以推知dD中的vb_ptr和vc_ptr的內(nèi)容都是一樣的，都是指向同一個地址，該地址就放20（在本例中）

如下的語句呢：

A *pa = &dD;
pa->a = 4;

這個語句不用轉(zhuǎn)換了，因?yàn)榫幾g器在編譯期間就知道他把A中的成員插在dD中的那個地方了（在本例中是末尾），所以這個語句中的運(yùn)行效率和dD.a是一樣的（至少也是差不多的）

這就是虛基類實(shí)現(xiàn)的基本原理。

注意的是：那些指針的位置和基類成員在派生類成員中的內(nèi)存布局是不確定的，也就是說標(biāo)準(zhǔn)里面沒有規(guī)定int a必須要放在最后，只不過g++編譯器的實(shí)現(xiàn)而已。c++標(biāo)準(zhǔn)大概只規(guī)定了這套機(jī)制的原理，至于具體的實(shí)現(xiàn)，比如各成員的排放順序和優(yōu)化，由各個編譯器廠商自己定~

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