C++ 对象模型

1. 普通类对象是什么布局？

struct Base {
    Base() = default;
    ~Base() = default;

    void Func() {}

    int a;
    int b;
};

int main() {
    Base a;
    return 0; 
}

2. 带虚函数的类对象是什么布局？

struct Base {
    Base() = default;
    virtual ~Base() = default;

    void FuncA() {}

    virtual void FuncB() {
        printf("FuncB\n");
    }

    int a;
    int b;
};

int main() {
    Base a;
    return 0; 
}

这个含有虚函数的结构体大小为16，在对象的头部，前8个字节是虚函数表的指针，指向虚函数的相应函数指针地址，a占4个字节，b占4个字节，总大小为16。

offset_to_top(0)：表示当前这个虚函数表地址距离对象顶部地址的偏移量，因为对象的头部就是虚函数表的指针，所以偏移量为0。

RTTI指针：指向存储运行时类型信息(type_info)的地址，用于运行时类型识别，用于typeid和dynamic_cast。

3. 单继承下不含有覆盖函数的类对象是什么布局？

struct Base {
    Base() = default;
    virtual ~Base() = default;

    void FuncA() {}

    virtual void FuncB() {
        printf("Base FuncB\n");
    }

    int a;
    int b;
};

struct Derive : public Base{
public：
    int c;
};

int main() {
    Base a;
    Derive d;
    return 0; 
}

这里的FuncB函数，还是Base类中的FuncB，因为在子类中没有重写这个函数，那么如果子类重写这个函数后对象布局是什么样的，请继续往下看。

4. 单继承下含有覆盖函数的类对象是什么布局？

struct Base {
    Base() = default;
    virtual ~Base() = default;

    void FuncA() {}

    virtual void FuncB() {
        printf("Base FuncB\n");
    }

    int a;
    int b;
};

struct Derive : public Base{
    void FuncB() override {
        printf("Derive FuncB \n");
    }
    int c;
};

int main() {
    Base a;
    Derive d;
    return 0; 
}

注意这里虚函数表中的FuncB函数已经是Derive中的FuncB啦，因为在子类中重写了父类的这个函数。

再注意这里的RTTI中有了两项，表示Base和Derive的虚表地址是相同的，Base类里的虚函数和Derive类里的虚函数都在这个链条下。

5. 多继承下不含有覆盖函数的类对象是什么布局？

struct BaseA {
    BaseA() = default;
    virtual ~BaseA() = default;

    void FuncA() {}

    virtual void FuncB() {
        printf("BaseA FuncB\n");
    }

    int a;
    int b;
};

struct BaseB {
    BaseB() = default;
    virtual ~BaseB() = default;

    void FuncA() {}

    virtual void FuncC() {
        printf("BaseB FuncC\n");
    }

    int c;
    int d;
};

struct Derive : public BaseA, public BaseB{
};

int main() {
    BaseA a;
    Derive d;
    return 0; 
}

offset_to_top(0)：表示当前这个虚函数表（BaseA，Derive）地址距离对象顶部地址的偏移量，因为对象的头部就是虚函数表的指针，所以偏移量为0。

再注意这里的RTTI中有了两项，表示BaseA和Derive的虚表地址是相同的，BaseA类里的虚函数和Derive类里的虚函数都在这个链条下，截至到offset_to_top(-16)之前都是BaseA和Derive的虚函数表。

offset_to_top(-16)：表示当前这个虚函数表（BaseB）地址距离对象顶部地址的偏移量，因为对象的头部就是虚函数表的指针，所以偏移量为-16，这里用于this指针偏移，下一小节会介绍。

注意下后面的这个RTTI：只有一项，表示BaseB的虚函数表，后面也有两个虚析构函数。

6. 多继承下含有覆盖函数的类对象的是什么布局？

struct BaseA {
    BaseA() = default;
    virtual ~BaseA() = default;

    void FuncA() {}

    virtual void FuncB() {
        printf("BaseA FuncB\n");
    }

    int a;
    int b;
};

struct BaseB {
    BaseB() = default;
    virtual ~BaseB() = default;

    void FuncA() {}

    virtual void FuncC() {
        printf("BaseB FuncC\n");
    }

    int c;
    int d;
};

struct Derive : public BaseA, public BaseB{
    void FuncB() override {
        printf("Derive FuncB \n");
    }

    void FuncC() override {
        printf("Derive FuncC \n");
    }
};

int main() {
    BaseA a;
    Derive d;
    return 0; 
}

7. 多继承中不同的继承顺序产生的类对象布局相同吗？

struct BaseA {
    BaseA() = default;
    virtual ~BaseA() = default;

    void FuncA() {}

    virtual void FuncB() {
        printf("BaseA FuncB\n");
    }

    int a;
    int b;
};

struct BaseB {
    BaseB() = default;
    virtual ~BaseB() = default;

    void FuncA() {}

    virtual void FuncC() {
        printf("BaseB FuncC\n");
    }

    int c;
    int d;
};

struct Derive : public BaseB, public BaseA{
    void FuncB() override {
        printf("Derive FuncB \n");
    }

    void FuncC() override {
        printf("Derive FuncC \n");
    }
};

int main() {
    BaseA a;
    Derive d;
    return 0; 
}

BaseB的虚函数表指针和数据在上面，BaseA的虚函数表指针和数据在下面，以A，B的顺序继承，对象的布局就是A在上B在下，以B，A的顺序继承，对象的布局就是B在上A在下。