C++对象模型实践探索
前言C++对象模型是个常见、且复杂的话题，本文基于Itanium C++ ABI通过程序实践介绍了几种 简单C++继承 场景下对象模型，尤其是存在虚函数的场景，并通过图的方式直观表达内存布局。
本文展示的程序构建环境为Ubuntu，glibc 2.24，gcc 6.3.0。由于clang和gcc编译器都是基于Itanium C++ ABI（详细信息参考gcc ABI policy），因此本文介绍的对象模型对clang编译的程序也基本适用。
虚函数表简介
虚函数表布局
含有虚函数的类，编译器会为其添加一个虚函数表（vptr）。
用如下程序验证含有虚函数的类的内存布局，该程序很简单，只定义了构造函数，虚析构函数，和一个int成员变量。
// Derive.h
class Base_C
{
public:
Base_C();
virtual ~Base_C();
private:
int baseC;
};
// Derive.cc
Base_C::Base_C()
{
}
Base_C::~Base_C()
{
}gcc编译器可通过-fdump-class-hierarchy参数，查看类的内存布局。可得到如下信息：
// g++ -O0 -std=c++11 -fdump-class-hierarchy Derive.h
Vtable for Base_C
Base_C::_ZTV6Base_C: 4u entries
0 (int (*)(...))0
8 (int (*)(...))(& _ZTI6Base_C)
16 (int (*)(...))Base_C::~Base_C
24 (int (*)(...))Base_C::~Base_C
Class Base_C
size=16 align=8
base size=12 base align=8
Base_C (0x0x7fb8e9185660) 0
vptr=((& Base_C::_ZTV6Base_C) + 16u)从类Base_C的定义来看，类占用的空间包括一个虚函数表指针vptr和一个整型变量。由于内存对齐的原因，类占用16字节。
接下来看虚函数表，表中一共有4个entry，每个entry都是函数指针，指向具体的虚函数，因此每个entry在测试的机器上编译占8字节（指针大小）。
注意看到表中虚析构函数有两个，这实际上是Itanium C++ ABI规定的：
The entries for virtual destructors are <em><strong>actually pairs of entries</strong></em>.
The first destructor, called the <strong>complete object destructor</strong>, performs the destruction without calling delete() on the object.
The second destructor, called the <strong>deleting destructor</strong>, calls delete() after destroying the object.
Both destroy any virtual bases; a separate, non-virtual function, called the base object destructor,
performs destruction of the object but not its virtual base subobjects, and does not call delete().虚析构函数在虚函数表中占用两条目，分别是complete object destructor和deleting destructor。
除了析构函数，虚函数表还有两个条目，紧靠析构函数的是typeinfo指针，指向类型信息对象（typeinfo object），用于运行时类型识别（RTTI)。
第一个条目看起来可能比较陌生，是offset，该偏移存储了从当前虚表指针（vtable pointer）位置到对象顶部的位移。在ABI文档中这两个条目均有详细的介绍：
// typeinfo指针
The <strong>typeinfo</strong> pointer points to the typeinfo object used for RTTI. <em>It is always present</em>.
All entries in each of the virtual tables for a given class must point to the same typeinfo object.
A correct implementation of typeinfo equality is to check pointer equality, except for pointers (directly or indirectly) to incomplete types.
The typeinfo pointer is a valid pointer for polymorphic classes, i.e. those with virtual functions, and is zero for non-polymorphic classes.// offset偏移
The <strong>offset</strong> to top holds the displacement to the top of the object from the location within the object of the virtual table pointer that addresses this virtual table, as a ptrdiff_t. <em>It is always present</em>.
The offset provides a way to find the top of the object from any base subobject with a virtual table pointer. This is necessary for dynamic_cast<void*> in particular.
In a complete object virtual table, and therefore in all of its primary base virtual tables, the value of this offset will be zero.
For the secondary virtual tables of other non-virtual bases, and of many virtual bases, it will be negative. Only in some construction virtual tables will some virtual base virtual tables have positive offsets,
due to a different ordering of the virtual bases in the full object than in the subobject's standalone layout.另外需要注意的是：vptr=((& Base_C::_ZTV6Base_C) + 16u)，虽然虚函数表中有四个条目，但是vptr的指针实际上并不是指向表的起始位置，而是指向第一个虚函数的位置。
Base_C的内存布局如下图所示：
继承下的C++对象模型
单继承下C++对象模型
首先，看一个单继承场景的例子：
// 此处省略类的实现部分class Base_C{public: Base_C(); virtual ~Base_C();private: int baseC;};class Base_D : public Base_C{public: Base_D(int i); virtual ~Base_D(); virtual void add(void) { cout
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