面试题：C++ 虚基类对象内存存储模式 - 基础布局分析

Question

请简述在C++中，当一个类继承自虚基类时，该类对象的内存布局大概是怎样的？如果有多层继承关系，且其中涉及虚基类，内存布局会有哪些变化？

Answer 1

1. 单继承自虚基类时的内存布局
   • 该类对象通常会包含指向虚基类子对象的指针（虚基类指针），这个指针用于在运行时定位虚基类子对象。
   • 类自身的数据成员紧跟在这个指针之后存储。
   • 虚基类子对象的数据成员存储在对象内存布局的最后部分。
2. 多层继承且涉及虚基类时的内存布局变化
   • 在多层继承中，如果中间层的类继承自虚基类，后续的派生类对象依然只会有一份虚基类子对象，避免了虚基类子对象的重复存储。
   • 派生类对象中，指向虚基类子对象的指针位置可能会有所变化，取决于编译器的实现，但通常还是会在对象的起始部分或者靠近起始部分存储这个指针，以方便快速定位虚基类子对象。
   • 多层继承中，类自身的数据成员按照继承顺序依次排列在对象内存布局中，而虚基类子对象的数据成员始终处于对象内存布局的末尾，确保无论有多少层继承，虚基类子对象都只有一份且在固定位置，便于通过指针访问。