runsisi

n久沒(méi)有寫(xiě)過(guò)了，轉(zhuǎn)載一篇，呵呵。不喜歡轉(zhuǎn)載，但這篇文章確實(shí)還不錯(cuò)，只是不知道為什么找不到原文出處。
以下為轉(zhuǎn)載全文。修改了一些細(xì)節(jié)。對(duì)cppblog崩潰了，這是啥所見(jiàn)即所得排版啊，唉，暈倒。

這幾天寫(xiě)的程序應(yīng)用到多繼承。

以前對(duì)多繼承的概念非常清晰，可是很久沒(méi)用就有點(diǎn)模糊了。重新研究一下，“刷新”下記憶。

假設(shè)我們有下面的代碼：

#include <stdio.h>

class A
{
private:
   char data;
public:
   A(){data = 'A';}
   virtual void Show(){printf("A\n");};
   virtual void DispA(){printf("a\n");};
};

class B
{
private:
   int data;
public:
   B(){data = 'B';}
   virtual void Show(){printf("B\n");};
   virtual void DispB(){printf("b\n");};
};

class C
{
private:
   char data;
public:
   C(){data = 'C';}
   virtual void Show(){printf("C\n");};
   virtual void DispC(){printf("c\n");};
};

class D : public A, public B, public C
{
public:
   char data;
public:
   D(){data = 'D';}
   virtual void Show(){printf("D\n");};
   virtual void DispD(){printf("d\n");};
};

class E : public D
{
private:
   char data;
public:
   E(){data = 'E';}
   virtual void Show(){printf("E\n");};
   virtual void DispE(){printf("e\n");};
};

int main()
{
   D *d = new D;
   A *a = (A*)d;
   B *b = (B*)d;
   C *c = (C*)d;;

   d->Show();
   a->Show();
   b->Show();

   a->DispA();
   b->DispB();
   d->DispD();

   D *d1 = (D*)a;
   d1->Show();
   d1->DispD();
   D *d2 = (D*)b;
   d2->Show();
   d2->DispD();

   char x = d->data;
   return 0;
}

每個(gè)類(lèi)都有兩個(gè)虛擬函數(shù)Show()和DispX()。類(lèi)A,B,C是基本類(lèi)，而D是多繼承，最后E又繼承了D。那么對(duì)于類(lèi)E，它的內(nèi)存映像是怎樣的呢？為了解答這個(gè)問(wèn)題，我們回顧一下基本類(lèi)的內(nèi)存映像：

+ --------------+ <- this
+    VTAB       +
+ --------------+
+               +
+    Data       +
+               +
+ --------------+

如果一個(gè)類(lèi)有虛擬函數(shù)，那么它就有虛函數(shù)表（VTAB）。類(lèi)的第一個(gè)單元是一個(gè)指針，指向這個(gè)虛函數(shù)表。如果類(lèi)沒(méi)有虛函數(shù)，并且它的祖先（所有父類(lèi)）均沒(méi)有虛函數(shù)，那么它的內(nèi)存映像和C的結(jié)構(gòu)一樣。所謂虛函數(shù)表就是一個(gè)數(shù)組，每個(gè)單元指向一個(gè)虛函數(shù)地址。
如果類(lèi)Y是類(lèi)X的一個(gè)繼承，那么類(lèi)Y的內(nèi)存映像如下：
+ --------------+ <- this
+   Y 的 VTAB   +
+ --------------+
+               +
+   X 的 Data   +
+               +
+ --------------+
+               +
+   Y 的 Data   +
+               +
+ --------------+
Y的虛函數(shù)表基本和X的相似。如果Y有新的虛函數(shù)，那么就在VTAB的末尾加上一個(gè)。如果Y重新定義了原有的虛函數(shù)，那么原的指針指向新的函數(shù)入口。這樣無(wú)論是內(nèi)存印象和虛函數(shù)表，Y都和X兼容。這樣當(dāng)執(zhí)行 X* x = (Y*)y；之后,x可以很好的被運(yùn)用，并且可以享受新的虛擬函數(shù)。

現(xiàn)在看多重繼承:
class D : public A, public B, public C
{
   ....
}
它的內(nèi)存映像如下:  
+ --+ -----------------+ 00H <- this
+   +    D 的 VTAB     +
+ A + -----------------+ 04H
+   +    A 的 數(shù)據(jù)     +
+ --+ -----------------+ 08H
+   +    B 的 VTAB'    +
+ B + -----------------+ 0CH
+   +    B 的 數(shù)據(jù)     +
+ --+ -----------------+ 10H
+   +    C 的 VTAB'    +
+ C + -----------------+ 14H
+   +    C 的 數(shù)據(jù)     +
+ --+ -----------------+ 18H
+ D +    D 的 數(shù)據(jù)     +
+ --+ -----------------+
（因?yàn)閷?duì)齊于雙字，A~D的數(shù)據(jù)雖然只是一個(gè)char，但需要對(duì)齊到DWORD，所以占4字節(jié)）

對(duì)于A,它和單繼承沒(méi)有什么兩樣。B和C被簡(jiǎn)單地放在A的后面。如果它們虛函數(shù)在D中被重新定義過(guò)（比如Show函數(shù)），那么它們需要使用新的VTAB，使被重定義的虛函數(shù)指到正確的位置上（這對(duì)于COM或類(lèi)似的技術(shù)是至關(guān)重要的）。最后，D的數(shù)據(jù)被放置到最后面。
對(duì)于E的內(nèi)存映像問(wèn)題就可以不說(shuō)自明了。

下面我們看一下C++是如何處理
   D *d;
   ......
   B *b = (B*)d;
這樣的要求的。設(shè)置斷點(diǎn)，進(jìn)入反匯編，你可以看到如下的匯編代碼：
B *b = (B*)d;
00401062  cmp         dword ptr [d],0
00401066  je          main+73h (401073h)
00401068  mov         eax,dword ptr [d]
0040106B  add         eax,8
0040106E  mov         dword ptr [ebp-38h],eax
00401071  jmp         main+7Ah (40107Ah)
00401073  mov         dword ptr [ebp-38h],0
0040107A  mov         ecx,dword ptr [ebp-38h]
0040107D  mov         dword ptr [b],ecx
從上述匯編代碼可以看出：如果源（這里是d）是NULL，那么目標(biāo)(這里是b)也將被置為NULL，否則目標(biāo)將指向源的地址并向下偏移8個(gè)字節(jié)，正好就是上圖所示B的VTAB位置。至于為什么要用ebp-38h作緩存，這是編譯器的算法問(wèn)題了。等以后有時(shí)間再研究。

接下來(lái)看一個(gè)比較古怪的問(wèn)題，這個(gè)也是我寫(xiě)這篇文章的初衷:
根據(jù)上面的多繼承定義，如果給出一個(gè)類(lèi)B的實(shí)例b，我們是否可以求出D的實(shí)例?

為什么要問(wèn)這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)榇嬖谙旅娴目赡苄裕?/font>
class B
{
   ...
   virtual int GetTypeID()=0;
   ...
};