C++变量的“总分性”（Mereology）

Stroustrup 在自传中说自己在哲学上深受 Kierkegaard (吉爾凱高爾）的影响，而讨厌黑格尔。所以看 Stroustrup 的书，很少感受到抽象理论的重要性。这也影响了C++的文化：许多C++程序员很会写代码，但是概念说不清楚，感觉生活很难（ ：）。 这多多少少怪C++的鼻祖 Stroustrup 本人。

闲话少说，关于C++变量的属性问题，是C++最根本的问题。然而我还没有读过一本书能从抽象，理论高度说清楚的。今天我就试图谈谈C++变量的属性。我认为，每个C++变量有六个无法分离的属性（把名和类合并），理解了，你就入了C++的门：

 

数据类型和名字

               C++中没有“未知类”变量

               C++的变量用名字的唯一性来辨识，同一scope中没有同名的变量

存储类型（storage class）

               数据段（data segment）变量

               堆栈（stack） 变量

               堆叠（heap） 变量：（只能是分变量）

适用范围（scope）:

              1。默认名空间（ ::  namespace）

              2。命名空间（ named namespace）

              3。无名空间（anonymous namespace）：文件变量

              4。型 （static class variable or type variable）

              5。实例（instance class member variable）

              6。函数内 - 静态 （static variable in a function）

              7。函数内（或代码块内）- 动态 （auto variable or stack variable）

生命周期

               程序初始至结束：global

               代码块（code block）: auto

               New/delete: free

               第一次使用至程序结束: static in function

内容：

               直接内容

                              直接变量

               间接内容

                              指针变量

                              引用变量

总分性（Mereology）

               总（whole variable）变量

              分（part variable）   变量：即成员变量

 

前四个属性都有著述，而第五，六个属性似乎无人或鲜有人提出。

 

关于“总分性”，该词这是我在查Mereology翻译时找到的唯一较好的翻译。我几乎找不到有前人论述的信息（知道的请告诉我）。

 

他的意思是“总体”与“部分”的关系。翻译成总部也不好，总分亦不完美，但是比总部稍稍谦虚点：）

 

有了这个概念，我们可以进一步区分两种变量：

 

A． 独立变量：是个总体，不属于任何变量，或可称为“母变量”

B． 成员变量：是个部分体，隶属一个总变量，或可称为“子变量”

 

为什么总分性对于一个变量很重要呢？因为：

 

1） 一个存储属性为 Heap 的变量只能为子变量。

 

A* pA = new A;  //line1

 

pA是指针变量，它本身不在heap中，它只是“指向Heap地址”。

 

如果A定义为： class A { B b；}，那么line1导致了子变量b的存储属性是Heap.

 

从另一个角度说，Heap中的母变量总是无名的，它只有通过指针间接地存在。

 

2） 子变量的存储属性决定于母变量的存储属性

 

比如 class A { }； class B { A *pA; }；foo（）{B b；}

b 作为母变量，存储属性是堆栈，而它的子变量 pA，也在堆栈中。如果B *b = new B，那么 pA 的属性就是 Heap。

 

3）子变量在运行时可以被优化成其母变量的“域”，所以它的读/写是通过它的母变量进行的，不用单独“取址”（即按名取址），性能较母变量稍好。

比如b.f1可以被优化为b+offsetof(f1), f1在运行时被“抹去名字”。

总之

理解C++变量的六大属性，是深入理解C++变量，也是C++语义的重要一环。由于“总分性”的概念不为专家强调，这里专门著文小序，以期抛砖引玉。