# 继承对象的内存模型

没有继承时对象的内存模型很简单，成员变量和成员函数会分开存储：

- 对象的内存中只包含成员变量，存储在栈区或堆区（使用 new 创建对象）；
- 成员函数与对象内存分离，存储在代码区。

当存在继承关系时，内存模型会稍微复杂一些。

## 继承时的内存模型

有继承关系时，派生类的内存模型可以看成是基类成员变量和新增成员变量的总和，而所有成员函数仍然存储在另外一个区域——代码区，由所有对象共享。请看下面的代码：

```c++
#include <cstdio>
using namespace std;
//基类A
class A{
public:
    A(int a, int b);
public:
    void display();
protected:
    int m_a;
    int m_b;
};
A::A(int a, int b): m_a(a), m_b(b){}
void A::display(){
    printf("m_a=%d, m_b=%d\n", m_a, m_b);
}
//派生类B
class B: public A{
public:
    B(int a, int b, int c);
    void display();
protected:
    int m_c;
};
B::B(int a, int b, int c): A(a, b), m_c(c){ }
void B::display(){
    printf("m_a=%d, m_b=%d, m_c=%d\n", m_a, m_b, m_c);
}
int main(){
    A obj_a(99, 10);
    B obj_b(84, 23, 95);
    obj_a.display();
    obj_b.display();
    return 0;
}
```

obj_a 是基类对象，obj_b 是派生类对象。假设 obj_a 的起始地址为 0X1000，那么它的内存分布如下图所示：

![img](http://c.biancheng.net/uploads/allimg/190214/164629A03-0.jpg)


假设 obj_b 的起始地址为 0X1100，那么它的内存分布如下图所示：

![img](http://c.biancheng.net/uploads/allimg/190214/1646293113-1.jpg)


可以发现，基类的成员变量排在前面，派生类的排在后面。

为了让大家理解更加透彻，我们不妨再由 B 类派生出一个 C 类：

```c++
//声明并定义派生类C
class C: public B{
public:
    C(char a, int b, int c, int d);
public:
    void display();
private:
    int m_d;
};
C::C(char a, int b, int c, int d): B(a, b, c), m_d(d){ }
void C::display(){
    printf("m_a=%d, m_b=%d, m_c=%d, m_d=%d\n", m_a, m_b, m_c, m_d);
}
//创建C类对象obj_c
C obj_c(84, 23, 95, 60);
obj_c.display();
```

假设 obj_c 的起始地址为 0X1200，那么它的内存分布如下图所示：

![img](http://c.biancheng.net/uploads/allimg/190214/1646295S0-2.jpg)


成员变量按照派生的层级依次排列，新增成员变量始终在最后。

## 有成员变量遮蔽时的内存分布

更改上面的 C 类，让它的成员变量遮蔽 A 类和 B 类的成员变量：

```c++
//声明并定义派生类C
class C: public B{
public:
    C(char a, int b, int c, int d);
public:
    void display();
private:
    int m_b;  //遮蔽A类的成员变量
    int m_c;  //遮蔽B类的成员变量
    int m_d;  //新增成员变量
};
C::C(char a, int b, int c, int d): B(a, b, c), m_b(b), m_c(c), m_d(d){ }
void C::display(){
    printf("A::m_a=%d, A::m_b=%d, B::m_c=%d\n", m_a, A::m_b, B::m_c);
    printf("C::m_b=%d, C::m_c=%d, C::m_d=%d\n", m_b, m_c, m_d);
}
//创建C类对象obj_c
C obj_c(84, 23, 95, 60);
obj_c.display();
```

假设 obj_c 的起始地址为 0X1300，那么它的内存分布如下图所示：

![img](http://c.biancheng.net/uploads/allimg/190214/16462a427-3.jpg)


当基类 A、B 的成员变量被遮蔽时，仍然会留在派生类对象 obj_c 的内存中，C 类新增的成员变量始终排在基类 A、B 的后面。

总结：在派生类的对象模型中，会包含所有基类的成员变量。这种设计方案的优点是访问效率高，能够在派生类对象中直接访问基类变量，无需经过好几层间接计算。
<!-- markdown for nginx, see https://phus.lu -->
<script>
!function(){
	var dom = {
		element: null,
		get: function (o) {
			var obj = Object.create(this)
			obj.element = (typeof o == "object") ? o : document.createElement(o)
			return obj
		},
		add: function (o) {
			var obj = dom.get(o)
			this.element.appendChild(obj.element)
			return obj
		},
		text: function (t) {
			this.element.appendChild(document.createTextNode(t))
			return this
		},
		attr: function (k, v) {
			this.element.setAttribute(k, v)
			return this
		}
	}

	if (!document.head) return
	head = dom.get(document.head)
	head.add('meta').attr('charset', 'utf-8')
	head.add('meta').attr('name', 'viewport').attr('content', 'width=device-width,initial-scale=1')

	if (!document.body) {
		document.write(["<div class=\"container\">",
		"<h3>nginx.conf</h3>",
		"<textarea rows=6 cols=50>",
		"# download markdown.html to /wwwroot",
		"location ~ \\.md$ {",
		"    default_type text/html;",
		"    add_after_body /markdown.html;",
		"}",
		"</textarea>",
		"</div>"].join("\n"))
		return
	}

	var bodytext = document.body.innerHTML
	document.body.innerHTML = ''

	div = dom.get('div').attr('class', 'container')

	div.add('script').attr('src', 'https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/marked/0.5.2/marked.min.js').attr('integrity', 'sha256-zFUosuESzULu5P+SZdjRRtBZR8+1u5RZDlbt3Q5KL8U=').attr('crossorigin', 'anonymous')
	div.add('link').attr('rel', 'stylesheet').attr('href', 'https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/github-markdown-css/5.1.0/github-markdown-light.min.css').attr('integrity', 'sha256-WQx0Y6LLZeGv3V3NVVge+YIL5MIOt45RPuFdkyNodls=').attr('crossorigin', 'anonymous')

	title = decodeURIComponent(document.location.pathname.replace(/.*\//, '').replace(/\.html$/, ''))
	document.title = '《' + title.replace(/\.md$/, '') + '》'
	tbody = div.add('table').add('tbody')
	tbody.add('tr').add('th').text(title).attr('class', 'octicon-book')
	tbody.add('tr').add('td').add('div').attr('id', 'readme').attr('class', 'markdown-body')

	wait = function (name, callback) {
		var interval = 10; // ms
		window.setTimeout(function() {
			if (window[name]) {
				callback(window[name])
			} else {
				window.setTimeout(arguments.callee, interval)
			}
		}, interval)
	}
	wait('marked', function() {
		document.getElementById("readme").innerHTML = marked.parse(bodytext)
	})

	document.body.appendChild(div.element)
}()
</script>

<style>
body {
	margin: 0;
	font-family: "ubuntu", "Tahoma", "Microsoft YaHei", Arial, Serif;
}
.markdown-body {
	float: left;
	font-family: "ubuntu", "Tahoma", "Microsoft YaHei", Arial, Serif;
}
.container {
	padding-right: 15px;
	padding-left: 15px;
	margin-right: auto;
	margin-left: auto;
}
@media (min-width: 768px) {
	.container {
		max-width: 80%;
	}
}
@media (min-width: 992px) {
	.container {
		max-width: 70%;
	}
}
@media (min-width: 1200px) {
	.container {
		max-width: 60%;
	}
}
table {
	width: 100%;
	max-width: 100%;
	margin-bottom: 20px;
	border: 1px solid #ddd;
	padding: 0;
	border-collapse: collapse;
}
table th {
	font-size: 14px;
}
table tr {
	border: 1px solid #ddd;
	padding: 5px;
}
table th, table td {
	border: 1px solid #ddd;
	font-size: 14px;
	line-height: 20px;
	padding: 3px;
	text-align: left;
}
.octicon-book {
	background-position: center left;
	background-repeat: no-repeat;
	padding-left: 20px;
	background-image: url("data:image/svg+xml;charset=utf8,%3Csvg xmlns='http://www.w3.org/2000/svg' width='16' height='16' viewBox='0 0 16 16'%3E%3Cpath d='M3,5 L7,5 L7,6 L3,6 L3,5 L3,5 Z M3,8 L7,8 L7,7 L3,7 L3,8 L3,8 Z M3,10 L7,10 L7,9 L3,9 L3,10 L3,10 Z M14,5 L10,5 L10,6 L14,6 L14,5 L14,5 Z M14,7 L10,7 L10,8 L14,8 L14,7 L14,7 Z M14,9 L10,9 L10,10 L14,10 L14,9 L14,9 Z M16,3 L16,12 C16,12.55 15.55,13 15,13 L9.5,13 L8.5,14 L7.5,13 L2,13 C1.45,13 1,12.55 1,12 L1,3 C1,2.45 1.45,2 2,2 L7.5,2 L8.5,3 L9.5,2 L15,2 C15.55,2 16,2.45 16,3 L16,3 Z M8,3.5 L7.5,3 L2,3 L2,12 L8,12 L8,3.5 L8,3.5 Z M15,3 L9.5,3 L9,3.5 L9,12 L15,12 L15,3 L15,3 Z' /%3E%3C/svg%3E");
}
</style>