參考文章：
http://blog.chinaunix.net/uid-25132162-id-1564955.html
http://blog.csdn.net/haoel/article/details/1948051/
一、虛函數與繼承
1、空類，空類單繼承，空類多繼承的sizeof
#include <iostream> using namespace std; class Base1 { }; class Base2 { }; class Derived1:public Base1 { }; class Derived2:public Base1, public Base2 { }; int main() { Base1 b1; Base2 b2; Derived1 d1; Derived2 d2; cout<<"sizeof(Base1) = "<<sizeof(Base1)<<" sizeof(b1) = "<<sizeof(b1)<<endl; cout<<"sizeof(Base2) = "<<sizeof(Base2)<<" sizeof(b2) = "<<sizeof(b2)<<endl; cout<<"sizeof(Derived1) = "<<sizeof(Derived1)<<" sizeof(d1) = "<<sizeof(d1)<<endl; cout<<"sizeof(Derived2) = "<<sizeof(Derived2)<<" sizeof(d1) = "<<sizeof(d1)<<endl; return 0; }
結果為：
sizeof(Base1) = 1 sizeof(b1) = 1
sizeof(Base2) = 1 sizeof(b2) = 1
sizeof(Derived1) = 1 sizeof(d1) = 1
sizeof(Derived2) = 1 sizeof(d1) = 1
可以看出所有的結果都是1。
2、含有虛函數的類以及虛繼承類的sizeof
虛函數（Virtual Function）是通過一張虛函數表（Virtual Table）來實現的。編譯器必需要保證虛函數表的指針存在於對象實例中最前面的位置（這是為了保證正確取到虛函數的偏移量）。
假設我們有這樣的一個類：
class Base {
public:
virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }
virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; }
virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; }
};
當我們定義一個這個類的實例，Base b時，其b中成員的存放如下：
指向虛函數表的指針在對象b的最前面。
虛函數表的最后多加了一個結點，這是虛函數表的結束結點，就像字符串的結束符"\0"一樣，其標志了虛函數表的結束。這個結束標志的值在不同的編譯器下是不同的。在WinXP+VS2003下，這個值是NULL。而在Ubuntu 7.10 + Linux 2.6.22 + GCC 4.1.3下，這個值是如果1，表示還有下一個虛函數表，如果值是0，表示是最后一個虛函數表。
因為對象b中多了一個指向虛函數表的指針，而指針的sizeof是4，因此含有虛函數的類或實例最后的sizeof是實際的數據成員的sizeof加4。
下面將討論針對基類含有虛函數的繼承討論
（1）在派生類中不對基類的虛函數進行覆蓋，同時派生類中還擁有自己的虛函數，比如有如下的派生類：
class Derived: public Base { public: virtual void f1() { cout << "Derived::f1" << endl; } virtual void g1() { cout << "Derived::g1" << endl; } virtual void h1() { cout << "Derived::h1" << endl; } };
基類和派生類的關系如下：
當定義一個Derived的對象d后，其成員的存放如下：
可以發現：
1）虛函數按照其聲明順序放於表中。
2）父類的虛函數在子類的虛函數前面。
此時基類和派生類的sizeof都是數據成員的sizeof加4。
（2）在派生類中對基類的虛函數進行覆蓋，假設有如下的派生類：
class Derived: public Base { public: virtual void f() { cout << "Derived::f" << endl; } virtual void g1() { cout << "Derived::g1" << endl; } virtual void h1() { cout << "Derived::h1" << endl; } };
基類和派生類之間的關系：其中基類的虛函數f在派生類中被覆蓋了
當我們定義一個派生類對象d后，其d的成員存放為：
可以發現：
1）覆蓋的f()函數被放到了虛表中原來父類虛函數的位置。
2）沒有被覆蓋的函數依舊。
這樣，我們就可以看到對於下面這樣的程序，
Base *b = new Derive();
b->f();
由b所指的內存中的虛函數表的f()的位置已經被Derive::f()函數地址所取代，於是在實際調用發生時，是Derive::f()被調用了。這就實現了多態。
（3）多繼承：無虛函數覆蓋
假設基類和派生類之間有如下關系：
對於子類實例中的虛函數表，是下面這個樣子：
我們可以看到：
1） 每個父類都有自己的虛表。
2） 子類的成員函數被放到了第一個父類的表中。（所謂的第一個父類是按照聲明順序來判斷的）
由於每個基類都需要一個指針來指向其虛函數表，因此d的sizeof等於d的數據成員加3*4=12。
（4）多重繼承，含虛函數覆蓋
假設，基類和派生類又如下關系：派生類中覆蓋了基類的虛函數f
下面是對於子類實例中的虛函數表的圖：
我們可以看見，三個父類虛函數表中的f()的位置被替換成了子類的函數指針。這樣，我們就可以任一靜態類型的父類來指向子類，並調用子類的f()了。如：
Derive d; Base1 *b1 = &d; Base2 *b2 = &d; Base3 *b3 = &d; b1->f(); //Derive::f() b2->f(); //Derive::f() b3->f(); //Derive::f() b1->g(); //Base1::g() b2->g(); //Base2::g() b3->g(); //Base3::g()
3、一個關於含虛函數及虛繼承的sizeof計算
#include <iostream> using namespace std; class Base { public: virtual void f(); virtual void g(); virtual void h(); }; class Derived1: public Base { public: virtual void f1(); virtual void g1(); virtual void h1(); }; class Derived2:public Base { public: virtual void f(); virtual void g1(); virtual void h1(); }; class Derived3:virtual public Base { public: virtual void f1(); virtual void g1(); virtual void h1(); }; class Derived4:virtual public Base { public: virtual void f(); virtual void g1(); virtual void h1(); }; class Derived5:virtual public Base { public: virtual void f(); virtual void g(); virtual void h(); }; class Derived6:virtual public Base { }; int main() { cout<<sizeof(Base)<<endl; //4 cout<<sizeof(Derived1)<<endl; //4 cout<<sizeof(Derived2)<<endl; //4 cout<<sizeof(Derived3)<<endl; //12 cout<<sizeof(Derived4)<<endl; //12 cout<<sizeof(Derived5)<<endl; //8 cout<<sizeof(Derived6)<<endl; //8 return 0; }
對於Base, Derived1和Derived2的結果根據前面關於繼承的分析是比較好理解的，不過對於虛繼承的方式則有點不一樣了，根據結果自己得出的一種關於虛繼承的分析，如對Derived3或Derived4定義一個對象d,其里面會出現三個跟虛函數以及虛繼承的指針，因為是虛繼承，因此引入一個指針指向虛繼承的基類，第二由於在基類中有虛函數，因此需要指針指向其虛函數表，由於派生類自己本身也有自己的虛函數，因為采取的是虛繼承，因此它自己的虛函數不會放到基類的虛函數表的后面，而是另外分配一個只存放自己的虛函數的虛函數表，於是又引入一個指針，從例子中看到Derived5和Derived6的結果是8，原因是在派生類要么沒有自己的虛函數，要么全部都是對基類虛函數的覆蓋，因此就少了指向其派生類自己的虛函數表的指針，故結果要少4。（這個是個人的分析，但原理不知道是不是這樣的）
二、不同編譯器下的虛繼承
1、對虛繼承層次的對象的內存布局，在不同編譯器實現有所區別。
首先，說說GCC的編譯器.
它實現比較簡單，不管是否虛繼承，GCC都是將虛表指針在整個繼承關系中共享的，不共享的是指向虛基類的指針。
class A { int a; virtual ~A(){} }; class B:virtual public A{ virtual void myfunB(){} }; class C:virtual public A{ virtual void myfunC(){} }; class D:public B,public C{ virtual void myfunD(){} };
以上代碼中sizeof(A)=8,sizeof(B)=12,sizeof(C)=12,sizeof(D)=16.
解釋：A中int+虛表指針。B，C中由於是虛繼承因此大小為A+指向虛基類的指針，B,C雖然加入了自己的虛函數，但是虛表指針是和基類共享的，因此不會有自己的虛表指針。D由於B,C都是虛繼承，因此D只包含一個A的副本，於是D大小就等於A+B中的指向虛基類的指針+C中的指向虛基類的指針。
如果B,C不是虛繼承，而是普通繼承的話，那么A,B,C的大小都是8(沒有指向虛基類的指針了)，而D由於不是虛繼承，因此包含兩個A副本，大小為16.注意此時雖然D的大小和虛繼承一樣，但是內存布局卻不同。
然后，來看看VC的編譯器
vc對虛表指針的處理比GCC復雜，它根據是否為虛繼承來判斷是否在繼承關系中共享虛表指針，而對指向虛基類的指針和GCC一樣是不共享，當然也不可能共享。
代碼同上。
運行結果將會是sizeof(A)=8,sizeof(B)=16,sizeof(C)=16,sizeof(D)=24.
解釋：A中依然是int+虛表指針。B，C中由於是虛繼承因此虛表指針不共享，由於B,C加入了自己的虛函數，所以B,C分別自己維護一個虛表指針，它指向自己的虛函數。（注意：只有子類有新的虛函數時，編譯器才會在子類中添加虛表指針）因此B,C大小為A+自己的虛表指針+指向虛基類的指針。D由於B,C都是虛繼承，因此D只包含一個A的副本，同時D是從B,C普通繼承的，而不是虛繼承的，因此沒有自己的虛表指針。於是D大小就等於A+B的虛表指針+C的虛表指針+B中的指向虛基類的指針+C中的指向虛基類的指針。
同樣，如果去掉虛繼承，結果將和GCC結果一樣，A,B,C都是8，D為16，原因就是VC的編譯器對於非虛繼承，父類和子類是共享虛表指針的。
利用visual studio 命令提示(2008)，到xx.cpp 文件目錄下 運行cl /d1 reportSingleClassLayoutB xx.cpp
第一個vfptr 指向B的虛表，第二個vbptr指向A,第三個指向A的虛表，因為是虛擬繼承，所以子類中有一個指向父類的虛基類指針，防止菱形繼承中數據重復，這樣在菱形繼承中，不會出現祖先數據重復，而只指向祖先數據的指針。