繼承情景
我們知道一個空的類，也就是其內部沒有非靜態數據成員，沒有虛指針（包括指向虛函數表和虛基類子對象的指針），它的大小通常為1，當然在某些對齊要求嚴格系統上可能是另一個數（通常是4），如果空類被繼承，那么派生類的大小會怎么樣呢？一個支持C++標準和EBO的編譯器對此會進行空基類的優化，也就是不給空的基類子對象分配空間，換句話說，空基類子對象的地址和其派生類實例的地址是相同的。從編譯器實現的角度來看，需要考慮繼承時的不同情況，下圖中P表示父類，C表示子類，圓形表示空類，矩形表示非空類。單繼承EBO情況如下圖所示
EBO-1反映的是空類派生自空基類，EBO-2反映的是非空類派生自空基類，EBO-3、EBO-4反映的是在繼承鏈中，對空基類的優化能不能傳遞到后代中。多繼承EBO如下圖所示
EBO-5反映的是空類派生自兩個空基類，EBO-6反映的是非空類派生自兩個空基類，EBO-6反映的是空類派生自一個非空基類和一個空基類，EBO-7反映的是非空類派生自一個非空基類和一個空基類。以上8種情況，不論是單繼承還是多繼承，一個完全支持EBO的編譯器就應該能把空基類部分都優化掉。
優化應用
由于空基類優化技術節省了對象不必要的空間，提高了運行效率，因此成為某些強大技術的基石，基于類型定義類如stl中的binary_function、unary_function、iterator、iterator_traits的實現復用；基于策略類如內存管理、多線程安全同步的實現復用。當某個類存在空類類型的數據成員時，也可考慮借助EBO優化對象布局，例如下
1
template<typename T1,typename T2>
2class EBO
3
{
4
private:
5 T1 m_t1;
6 T2 m_t2;
7
};
當T1和T2為空類時，可以改進如下
1template<typename T1,typename T2>
2class EBO : T1, T2
3{
4};
更進一步，如果T1或T2為非類類型，如基本內建類型、函數指針等；或T1和T2類型相同時，則直接繼承它們會導致編譯錯誤，怎么辦呢？這時可以添加一個中間層來解決，代碼如下
1template<typename T1,typename T2,bool isSame,bool isFirstEmpty,bool isSecondEmpty>
2class EBO_IMPL;
3
4template<typename T1,typename T2>
5class EBO_IMPL<T1,T2,false,false,false>
6{
7 T1 m_t1;
8 T2 m_t2;
9};
10
11template<typename T1,typename T2>
12class EBO_IMPL<T1,T2,false,true,true> : T1,T2
13{
14};
15
16template<typename T1,typename T2>
17class EBO_IMPL<T1,T2,false,true,false> : T1
18{
19 T2 m_t2;
20};
21
22template<typename T1,typename T2>
23class EBO_IMPL<T1,T2,false,false,true> : T2
24{
25 T1 m_t1;
26};
27
28template<typename T1,typename T2>
29class EBO_IMPL<T1,T2,true,false,false>
30{
31 T1 m_t1;
32 T2 m_t2;
33};
34
35template<typename T1,typename T2>
36class EBO_IMPL<T1,T2,true,true,true> : T1
37{
38 T2 m_t2;
39};
40
41template<typename T1,typename T2>
42class EBO : EBO_IMPL<T1,T2,boost::is_same<T1,T2>::value,boost::is_empty<T1>::value,boost::is_empty<T2>::value>
43{
44};
為了簡便，直接使用了boost中的is_same，is_empty元函數來判斷類型的屬性，實際上boost中已經實現了EBO的選擇運用工具即compressed_pair類模板，研究其源碼可發現，該工具充分考慮到了T1和T2實際類型的各種情況，is_empty的判斷是運用sizeof來比較類型大小確定的。替換compressed_pair后，代碼如下
1
template<typename T1,typename T2>
2class EBO: boost::compressed_pair<T1,T2>
3
{
4
};
posted on 2011-07-10 12:58
春秋十二月 閱讀(2661)
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