如下三个类：
class X { }； class Y :public virtual X { }; class Z : public virtual X {}; class A :public Y,public Z {};
一、编译器优化之前的大小：
上述四个类在优化之前的大小分别是：1、8、8 、12
类X明明没有任何成员为什么大小是1byte呢？因为那是编译器插入的一个char,这使得这一class的两个object在内存中有独一无二的地址。
Y和Z的大小都是8，这受到了机器和编译器共同的影响。即以下三个因素：
- 语言本身造成的负担（overhead） 当C++支持virtual base classes时，就会导致一些额外负担。在derived class中，这个负担会反映成一个指针，它要么指向virtual base class subobject或者指向一个相关table：表格中存放的不是virtual base class subobject的地址，就是其偏移位置。
- 编译器对特殊情况所提供的优化处理。virtual base class X subobject的1bytes大小也出现在Y和Z上。传统上它们被放在derived class的固定部分的尾端。
- Alignment的限制（将数值调整到某数的整数倍）
以下是X Y Z A的对象布局：
来看下类A的大小：一个virtual base class subobject只会在derived class存在一份实例，不管它在class继承体系中出现了多少次：
- 被大家共享的一个X实例，大小是1byte
- Base class Y的大小，是4Bytes。Base class Z也是一样。
- class A自己的大小是：0 bytes
- alignment 将9bytes调整到12bytes
每个类的大小会增加，由以下两个因素决定：
- 编译器自动加上额外的data members，用以支持某些语言特性（主要是virtual特性）
- alignment（边界调整）的需要
二、编译器优化之后的大小：
对于Empty virtual base class (X )，它没有定义任何数据。某些编译器对它提供了特殊处理，处理之后，empty virtual base class变成了derived class object最开头的一部分（既然有了members，就不需要原本为了empyt安插的一个char）.
如果编译器进行优化处理（将empty virtual base class X）的那1byte拿掉，类A只剩下8bytes。
所以优化后的模型大小分别是：1/4/4/8
三、类的data member；
一个class的data members，可以表现这个class在执行程序时的某种状态。Nonstatic data member放置的是“个别class object”感兴趣的数据，static data members则是放置的整个“class”感兴趣的事情。
C++将nonstatic data members数据直接放在每一个class object中。对于继承而来的nonstatic data members也是如此，但是并没强制定义其间的排序顺序。而static data member永远只存在一份实例（即使class没有任何object实例），它被存放于程序的一个global data segment中。但是一个template class的static data members行为稍有不同。
四、data member的绑定：
我们知道编译器先对整个类的声明进行编译，在进行名字查找时，总是先查找类内的名字，所以当类外和类内使用相同名字的变量时，总是会屏蔽掉类外的那一个，如果我们真的想使用类外的那一个，就使用作用域运算符::。
但是这种情况对于argument list并不为真， 对于这种情况，应该将nested type声明放置于class的起始处。
五、data member的布局：
如上所述的一个类，其Nonstatic data members在class object中的排列顺序将和其声明的顺序一样。任何static data member都不会放入对象布局之中，它们被放在data segment中。members的排列在class object中有较高的地址（C++ Standard）各个members之间并不一定需要连续，比如members的alignment也会填补一些bytes，所以C++标准对数据成员的布局还是相对开放的。
除了上述members以外，编译器还会合成一些members比如vptr,vptr的位置也是随意，不过最好还是放在开头或结尾部分、
另外access sections（public/private/protected）的多寡，不会影响class object的大小和组成（暂时认为是同一个access section的多少：比如private）
六、Data的存取
1 Point3d origin; 2 Point3d origin , *pt = &origin
对于static data member，它被视为一个global变量（但是只在class的生命范围之内可见）。classd的存取、关联都不会影响static data member。
并且static data member有且只有一个实例，存放在data segment中。
比如如下操作：
1 origin.chunkSize = 250; 2 pt->chunkSize =250;
C++通过指针和一个对象来存取member，结论是一样的。其实member并不在class object之中，因此存取static member并不需要class object.即使chunkSize是经过复杂关系继承而来，那也不会影响，static members还是只有一个实例，且存取路径仍然是那么直接。
若取一个static data member的地址，会得到一个指向其数据类型的指针，而不是一个指向其class member的指针，因为static member并不包含在class object之中。
1 &Point3d::chunkSize; 2 //会得到如下结果： 3 const int*
如果两个class中都声明了static data member,放心啦~编译器会自动对它们进行编码的，咱们不用操心。
对于Nonstatic data members,它们直接存放在每个class object中，除非经过explicit或implicit的class object，否则没有办法直接存取它们。只有程序员在member function中直接处理一个nonstatic data member，那么implicit class object就会发生。如下所示：
1 Point3d Point3d::translate(const Point3d*pt){ 2 x+= pt.x; 3 y+= pt.y; 4 z+= py.z; 5 }; 6 7 //表面看到的对x/y/z的直接存取，实际上是通过implicit class object （this指针表达）完成的 8 //成员函数的内部转换如下： 9 Point3d Point3d::translate(Point3d *const this,const Point3d &pt){ 10 this->x += pt.x; 11 this->y += pt.y; 12 this->z += pt.z; 13 14 };
若是对一个nonstatic data member进行存取操作，则是通过class object的起始地址加上data member的偏移位置（offset）.
1 origin._y = 0.0; 2 //则地址&origin._y是如下： 3 &origin + (&Point3d::_y - 1);
上述-1操作是指向data member的指针，其offset总是被加上1，用于区分指向data member和class的第一个data member的情况。每个nonstatic data members的偏移位置在编译时期就可以知道。
1 origin._x = 0.0; 2 pt-> _x = 0.0;
上述代码的区别在于当Point3d是一个derived class，且其继承结构中有一个virtual base class，并且被存取的member是从virtual base class继承而来的，那么此时我们就不能说pt具体是指向的哪一种类型，所以我们也就不知道这个offset的真正位置，这个存取操作必须必须延迟到执行时期，经过一个额外的间接导引，才能实现。但是如果使用第一种方式，其类型无疑是Point3d，即使它继承自virtual base class，所以_x的offset在编译时期也就能够确定下来。
七、继承的数据成员布局：
对于derived class和base class的排列顺序，一般编译器总是让base class先出现，但是属于virtual base class的除外。任何一条通则遇到virtual base class都会失效.
1 class Point2d{ 2 public: 3 4 private: 5 float x,y; 6 }; 7 8 class Point3d{ 9 public: 10 11 private: 12 float x,y,z; 13 };
1.无virtual function的对象布局图：
2.单一继承无虚函数：
3.单一继承有虚函数：
当加入虚函数之后，势必会对Point2d class带来空间和存取时间上的额外负担：
- 导入一个和Point2d有关的virtual table,用于存放每个virtual function的地址。table的元素数 =虚函数个数 + 一个或两个slots（用于RTTI）
- 在每个class object中，导入一个vptr，用于提供执行期的链接，使每个object都能够找到相应的virtual table.
- 增强constructor，使它能够为vptr设定初值，让它指向class所对应的virtual table。
- 增强destructor，使它能够抹消vptr。
4.多重继承：
例如如下多重继承机制：
多重继承的问题主要发生在derived class objects和其第二或后继的base class objects之间的转换：对一个多重派生对象，将其地址指定给最左端（第一个）base class的指针，情况和单一继承相同，因为二者具有相同的起始地址。至于第二个或后继的base class则需要，对地址进行修改。
1 Vertex3d v3d; 2 Vertex *pv; 3 Point2d *p2d; 4 Pint3d *p3d; 5 6 pv = &v3d; //这是将一个派生类赋给第二个base class 7 8 //则需要这样的内部转换 9 pv = （Vertex*）(((char*)&v3d) + sizeof（Point3d））；//要找到v3d显示转换为Vertex大小，然后再加上（Point3d）的地址长度。
4.虚拟继承：
要找到一个办法将istream和ostream各自维护的一个ios subobject，折叠成一个由iostream维护的单一 ios subobject，并且可以保存base class 和derived class的指针（以及reference）之间的多态指定操作。
方法如下：
如果类中含有一个或多个virtual base class subobjects，像istream一样，那么这个class将被分割为两部分：一个不变区域和一个共享区域。
- 不变区域中的数据不管后继如何衍化，总有固定的offset（从object的开头算起），所以这一部分数据可以被直接存取。
- 共享区域中的数据（virtual base class subobject）其位置会因为每次的派生操作而有所变化，所以它们只能被间接存取。
其中不同编译器之间的差距就在于，间接存取的方式，例如如下继承体系：
一般布局策略是先安排好derived class中的派上部分，然后再建立其共享部分。如何存取class的共享部分呢?cfront编译器会在每一个derived class object中安插一些指针，每个指针指向virtual base class。要存取继承得来的virtual base class members,通过相关指针间接完成。
例如如下代码：
1 void Point3d:: operator +=(const Point3d &rhs){ 2 _x += rhs._x; 3 _y += rhs._y; 4 _z += rhs._z; 5 }; 6 7 //在cfront的策略之下，运算符会被内部转换为： 8 9 _vbcPoint2d->_x +=rhs._vbcPoint2d->_x; //_vpcPoint2d是那个derived class的指向virtual base class 10 _vbcPoint2d->_y +=rhs._vbcPoint2d->_y; 11 _z += rhs._z;
同时derived class到base class的之间的转换：
1 Point2d *p2d = pv3d; 2 //在c++模型之下变成 3 Point2d *p2d = pv3d ? pv3d->_vbcPoint2d : 0
上述模型缺点：
- 每个对象必须对其每个virtual base class背负一个额外的指针，导致其负担因virtual base classes的个数而变化。
- 若虚拟继承串链加长，导致间接存取层次增加，如果我有三层虚拟派生，我就需要三次间接存取（经过三个virtual base class的指针），但是我希望的是有固定的存取时间。
解决第二个问题：由拷贝操作取得所有的nested virtual base class的指针，放到derived class object中，虽然空间上付出了一些代价，但是解决了固定存取时间的问题：如下所示：
解决第一个问题：引入所谓的virtual base class table.每个class object如果有一个或多个virtual base classes，就会由编译器安插一个指针，指向virtual base class table,这里面放的是真正的virtual base class 指针。
通常，virtual base class最有效的运用方式是：一个抽象的Virtual base class，没有任何data members.
八、对象成员的效率
1.封装和inline测试：
- 如果把编译器的优化打开，“封装和inline”就不会带来执行期的效率成本。
- 如果没有把优化开关打开，就很难猜测到一个程序的效率表现。
2.继承测试：
- 单一继承并不会影响效率，因为members被连续存储在derived class object中，并且它的offset在编译时期就已经知道了。这个结果在多重继承下应该也是一样的。
- 虚拟继承的效率令人失望，间接存取操作压抑了“把所有运算都移往寄存器的优化能力”，但是间接性并不会严重影响非优化程序的执行效率。
九、指向数据成员的指针
如下述代码:
1 class Point3d{ 2 public: 3 virtual ~Point3d(); 4 protected: 5 static Point3d origin; 6 float x,y,z; 9 };
static成员放在class object之外，x/y/z按照声明顺序进行排列。vptr不是放在开头就是结尾。
先假设将vptr放在尾端：则x y z在对象布局中offset分别是0 4 8，但是传回的是1 5 9 ？问题在于如何区分一个“没有指向任何data member的指针”和一个指向“第一个data member”的指针：
考虑如下例子：
float Point3d::*p1 = 0; float Point3d::*p2 = &Point3d::x; //Point3d::*的意思是指向“Point3d data member”的指针类型
很明显p1是一个没有指向任何data member的指针，而p2是指向第一个data member的指针。
为了区分p1和p2，每一个真正的data member offset的值都应该被加上1.因此当我们在真正使用该值以指出一个member之前，请先减掉1.
接下里看一下，取一个nonstatic data member的地址和取一个绑定到真正class object上的data member的地址，有什么不同？
& Point3d::z;
& origin.z;
第一种将会得到它在class中的offset，即float Point3d::*,而第二行将会得到该member在内存中的真正地址float*。
十、指向members的指针的效率问题：
为每个成员存取操作加上一层间接性，会使得执行时间多出一倍不止。以指向member的指针来存取数据，再一次几乎用掉了双倍时间。而优化使得三种存取策略表现一致。
由于被继承的data members是直接存放在在class object中的，所以继承的引入并没有影响这些代码的效率。