【C++】对象模型之Function

基础

 

 　　C++的类支持三种member function：static，nonstatic，virtual。

nonstatic member function

 　　编译器会将nonstatic member function转换为普通外部函数。

#include <iostream>

using namespace std;

class A{
public:   
    int x = 5;
    int y = 6;
    int add()
    {
        return x + y;
    }
};

int main()
{
   A a;
   a.add();
    return 0;
}

 

　　以上述代码为例，具体步骤如下：

1. 改写函数原型，插入额外参数this指针。即int add(this)。
2. 函数中对nonstatic data member的操作改为经由this指针来完成。即return this->x + this ->y。
3. 加其重写为外部函数，并保证其函数名为独一无二的（区分类成员函数和普通函数、不同类中的同名成员函数、同类中的重载成员函数）。

virtual member function

 　　对虚函数的调用会经由vptr及其偏移量来定位，并插入this指针。

#include <iostream>
 2 
 3 using namespace std;
 4 
 5 class A{
 6 public:   
 7     int x = 5;
 8     int y = 6;
 9     virtual int add()
10     {
11         return x + y;
12     }
13 };
14 
15 int main()
16 {
17    A a;
18    a.add();
19     return 0;
20 }

 

　　以上述代码为例，a.add()会被编译器转换为(*(&a->vptr[1])) (this)。

　　引入了RTTI后，能在执行期确定对象类型。在编译期，只知道通过&a或者指向a的指针能够找到对象的virtual table，以及函数在表中的偏移量。

static member function

 　　static member function的主要特性是没有this指针，所以它不能直接存取nonstatic member data，不能将static member function定义为const，volatile或virtual。

#include <iostream>

using namespace std;

class A{
public:   
    int x = 5;
    int y = 6;
   static int add()
    {
        cout << "static member function" << endl;
    }
};

int main()
{
   A a;
   A* p = &a;
   a.add();    //通过对象调用
   p->add();   //通过对象指针调用
   A::add();   //通过类调用
    return 0;
}

其他

• 静态类型：对象在声明时采用的类型，在编译期既已确定；
• 动态类型：通常是指一个指针或引用目前所指对象的类型，是在运行期决定的；
• 静态绑定：绑定的是静态类型，所对应的函数或属性依赖于对象的静态类型，发生在编译期；
• 动态绑定：绑定的是动态类型，所对应的函数或属性依赖于对象的动态类型，发生在运行期；

参考

 　　《深度探索C++对象模型》