深度探索C++对象模型--读书笔记

深度探索C++对象模型

第一章：关于对象

封装之后的布局成本

  • C++在布局以及存取时间上主要的额外负担是由virtual引起

    • 1、VIrtual function机制：用以支持一个有效率的“执行期绑定”（runtime binding）
    • 2、virtual base class：用以实现“多次出现在集成体系中的base，有一个单一而被共享的实例”

1、C++对象模式

  • 简单对象模式

    • 成员都不在对象中：一个对象都有一些列的slots，每个slot指向一个member，member按照声明顺序，各被指定一个slot

  • 表格驱动对象模型

    • 将members抽象出来，分化成data member table和function member table，类对象中含有分别指向这两个表的指针，member function table中是一些列的slots，每个slot指向一个member function；data member table则直接持有Data本身。

  • C++对象模型

    • Nonstatic data member被配置在每一个class object之内，static data member则放在个别的class object之外

    • static 和 nonstatic function members被放在个别的class object之外

    • virtual function

      • 1、每个class产生出一堆指向virtual functions的指针，放在表格中，被称为virtual table(vtbl)

      • 2、每个class object被安插一个指针，指向相关的virtual table。通常该指针被称为vptr。vptr的setting和resseting都由每个类的constructor、destructor和copy assignment运算符完成。

        • 每个class所关联的type_info object(用以支持runtime type identification，RTTI)，也经由virtual table被指出来，通常放在表格的第一个slot

2、关键词带来的差异

  • 关键字带来的困扰

    • 使用class或struct关键字是否可以给予“类型的内部声明”以某种承诺。即若struct关键字的使用是实现了C的数据抽象概念；而class关键字实现的C++的ADT（abstract Data Type）观念，这种不一致性就是一种错误的语言语法

  • 策略正确的struct

    • C Struct在C++中第一个合理用途就是当你传递“一个复杂的class object的全部或部分”到某个C函数去时，struct声明可以将数据封装起来，并保证拥有与C兼容的空间布局(z这种保证旨在组合composition的情况下存在)，如果是继承，不是组合，编译器会决定是否应该有额外的data members被安插到base struct object之中

3、对象的差异

  • C++程序设计模型直接支持三种程序设计范式（programming paradigms）

    • 程序模型（procedural model）

    • 抽象数据类型模型（abstract data type model，ADT）

      • 所谓的“抽象”是和一组表达式（public接口）一起定义

    • 面向对象模型（object-oriented model）

      • 此模型中有一些彼此相关的类型，通过一个抽象的base class（用以提供共同接口）被封装起来

      • 支持多态的场景

        • 1、经过一组隐式的转换操作，如把派生类指针转换成基类指针

        • 2、经由virtual function机制

        • 3、经由dynamic_cast和typeid运算符

          • if(circle pc = dynamic_cast<circle>(ps)) ....

        • 多态的主要用途：仅有一个共同的接口来影响类型的封装，这个接口通常被定义在一个抽象的base class中。

      • class object 的大小

        • 1、其nonstatic data members的总和大小

        • 2、加上任何由于alignment的需求而填补（padding）上去的空间

          • alignment就是将数值调整到某数的倍数，在32位计算机上，通常alignment为4bytes(32位)，以使bus的“运输量”达到最高效率

        • 3、加上为了支持virtual而由内部产生的任何额外负担

第二章：构造函数语意学

1、Default Constructor的构造操作

C++ Annotated Reference Mannual(ARM)
什么时候才会合成一个default constructor？
当编译器需要它的时候。
对于class X，如果没有任何user-declared constructor，那么会有一个default constructor被隐式(implicitly)声明出来，一个被隐式声明出来的default constructor将是一个trivial(浅薄无能的，没啥用的)constructor

  • 带有default constructor的member class object

    • 在C++不同的编译模块中（不同的编译模块意指不同的文件），编译器如何避免合成多个default constructor？解决办法就是把合成的default constructor、copy constructor、destructor、assignment copy operator都以inline方式完成。一个inline函数有静态连接（static linkage），不会被文件以外者看到
    • 被合成的default constructor只是满足编译器的需要，并不满足程序的需要

  • 带有default constructor 的base class

    • 如果一个没有任何constructors的class派生自一个“带有default constructor”的base class，那么这个derived class的default constructor会被视为nontrivial，并因此需要被合成出来

  • 带有一个virtual function的class

    • 另外两种情况也需要合成default constructor

      • 1、class声明（或继承）一个virtual function
      • 2、class派生自一个继承串链，其中有一个或更多的virtual base classes

  • 带有一个virtual base class 的class

  • 小结

    • 上述四种情况，会造成“编译器必须为未声明constructor的classes合成一个default constructor”，C++标准将这些合成物称为implicit nontrivial default constructors，被合成出来的constructor只能满足编译器而非程序的需要，
    • 它之所以能够完成任务，是借着“调用member object或base class的default constructor”或是“为每一个object初始化其virtual function机制或virtual base class机制”而完成
    • 在合成的default constructor中，只有base class subobjects和member class objects会被初始化；所有其他的nonstatic data member（如整数、整数指针、整数数组等等）都不会被初始化
    • 误解：1、任何class如果没有定义default constructor，就会被合成一个(需要的时候合成)；2、编译器合成出来的default constructor会显示设定“class内每一个data member的默认值”:(只满足编译器的需要)

2、Copy Constructor的构造操作

  • default memberwise initialization

    • 当class object以“相同class的另一个object”作为初始值，其内部是以所谓的default memberwise initialization手法完成，即把每一个内建的或派生的data member(如指针或一个数组)的值，从某一个object 拷贝一份到另一个object身上，以递归的方式实现memberwise initialization
    • 一个class object可用copy constructor和copy assignment operator两种方式复制得到

  • bitwise copy semantics(位逐次拷贝)

  • 不要bitwise copy semantics

    • 一个class不展现出“bitwise copy semantics”的四种情况

      • 1、当class内含一个member object而后者的class声明中有一个copy constructor时（不管是显示声明还是被编译器合成的）
      • 2、当class继承自一个base class而后者存在一个copy constructor
      • 3、当class声明了一个或多个virtual function时
      • 4、当class派生自一个继承串链，其中有一个或多个virtual base classes时

  • 重新设定virtual table的指针

    • 只要有一个class声明一个或多个virtual function就会有如下操作：

      • 1、增加一个virtual function table（vtbl），内含每一个有作用的virtual function的地址
      • 2、一个指向virtual function table的指针（vptr），安插在每一个class object内

  • 处理virtual base class subobject

    • 一个class object如果以另一个object作为初值，而后者有一个virtual base class subobject，那么也会使“bitwise copy semantics”失效
    • 每一个编译器对于虚拟继承的支持承诺，都代表必须让“derived class object中的virtual base class subobject位置”在执行期就准备妥当。维护“位置的完整性”是编译器的责任。而“bitwise copy semantics”可能会破坏这个位置，因此编译器必须在自己合成出来的copy constructor中做出仲裁

3、程序转化语意学

  • 显式的初始化操作

    X x0;
    void foo_bar(){
    X x1(x0); //定义了x1
    X x2(x0); //定义了x2
    X x3(x0); //定义了x3
    }

    • 转化需要两个阶段

      • 1、重写每一个定义，其中的初始化操作会被剥除（定义：指“占用内存”的行为）
      • 2、class的copy constructor调用操作会被安插进去

  • 参数的初始化

    • 把一个class object当做参数传给一个函数（或作为一个函数的返回值），相当于 X xx = arg；的初始化操作，其中xx嗲表形式参数（或返回值），arg代表真正的参数值。

      • 它会引入一个临时性object，调用copy constructor将它初始化，然后将此临时object交给函数，实现初始操作

    • 另一种实现方法：“拷贝构造”（copy construct）把实际参数直接构建在其应该的位置上，此位置视函数活动范围的不同，记录于程序堆栈中。

  • 返回值的初始化

    • 双阶段转换

      • 1、首先加上一个额外参数，类型是class object的一个reference，这个参数将用来放置被”拷贝构造(copy construct)“而得的返回值
      • 2、在return指令之前安插一个copy constructor调用操作，以便将欲传回之object的内容当做上述新增参数的初值

  • 使用者层面做优化

  • 编译器层面做优化

  • copy constructor要还是不要

成员们的初始化队伍

  • 必须使用初始化列表的情况：

    • 1、当初始化一个reference member时
    • 2、当初始化一个const member时
    • 3、当调用一个base class的constructor，而它拥有一组参数时
    • 4、当调用一个member class的constructor，而它拥有一组参数时

第三章：Data语意学

data member的绑定

  • 一个inline member function躯体之内的一个data member绑定操作，会在整个class声明完成后发生

data member的布局

  • nonstatic data members在class object中的排列顺序和其被声明的顺序是一致的

  • static data members不会放在对象布局之中，而是程序的data segment中

  • C++ standard要求，在同一个access section（即private、public、private等区段中），members的排列只需符合“较晚出现的members在class object中有较高的地址”这一条即可

  • 编译器也会合成一些内部使用的data members，以支持整个对象模型

    • 如vptr，目前所有的编译器都把他安插在每一个“内含virtual function之class”的object内。传统上它会被放在所有显示声明的members的最后

data member的存取

  • static data members

    • 每一个static data member只有一个实例，存放在程序的data segment之中，每次程序取用static member时，就会被内部转换为对该唯一extern 实例的直接参考操作

    • static member的存取并不需要通过class object

    • 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并不含在一个class object之中

      如
      &Point3d::chunkSize
      会得到const int *类型的指针

    • 如果两个类中，都声明了一个static member freelist，那么他们都会被放在程序的data segment时，就会产生冲突，那怎么办？

      • 编译器的解决办法是暗中对每一个static data member编码(被称为：name-mangling)，以获得独一无二的程序识别代码

      • 任何name-mangling有两个重点

        • 1、一个算法，推导出独一无二的名称
        • 2、万一编译系统（或环境工具）必须和使用者交谈，那些独一无二的名称可以轻易被推倒回到原来的名称

  • nonstatic data members

    • nonstatic data member直接存放在每一个class object中，通过显示(explicit)或隐式(implicit) class object对其进行存取

    • 对nonstatic data member的存取，经由一个”implicit class object“(由this指针表达)完成

      Point3d
      Point3d::translate(const Point3d &pt){
      x += pt.x;
      y += pt.y;
      z += pt.z;
      }

      //member function内部转化
      Point3d
      Point3d::translate(Point3d *const this,const Point3d &pt){
      this->x += pt.x;
      this->y += pt.y;
      this->z += pt.z;
      }

    • 要对一个nonstatic data member进行村去操作，编译器需要把class object的起始位置加上data member的偏移位置(offset)

      如：
      origin._y= 0.0
      那地址&origin._y等于
      &origin + (&origin._y -1);

      -1操作是指向data member的指针，其offset值总是被加1，这样就可以使编译器区分出“一个指向data member的指针，用以指出class的第一个member”和“一个指向data member的指针，没有指出任何member”两种情况

“继承”与data member

  • 在C++继承模型中，一个derived class object所表现出来的东西，是其自己的members加上其base class(es) members的总和

  • 只要继承不要多态

    • 把一个class 分解成两层或更多层，有可能会为了“表现class体系之抽象化”而膨胀所需的空间

  • 加上多态

    • 会带来空间和存取时间上的额外负担

      • 1、导入了一个virtual table，用来存放它所声明的virtual function的地址。这个table的元素个数一般而言是被声明的virtual function的个数，再加上一个或两个slots(用以支持runtime type identification)

      • 2、在每一个class object中导入一个vptr，提供执行期的链接，使每一个object能够找到相应的virtual table

      • 3、加强constructor，使它能够为vptr设定初值，让它指向class所对应的virtual table

      • 4、加强destructor，使它能够抹消“指向class 之相关virtual table”的vptr

        • destructor的调用顺序是相反的：从derived class到base class

  • 多重继承

    • 多重继承的问题主要发生于derived class objects和其第二或后继的base class objects之间的转换，不论是直接转换还是经由所支持的virtual function机制做转换
    • 如果要存取第二个（或后继）base class中的一个data member，由于members的位置在编译时就固定了，因此存取members只是一个简单的offset运算。

  • 虚拟继承

    • 典型的一个例子是早期的iostream

      • 不论是istream还是ostream都内含一个ios subobject，然后再iostream的对象布局中，只需要单一一份ios subobject，语言层面的解决办法就是导入所谓的虚拟继承

      • class如果内含一个或多个virtual base class subobject，像iostream那样，将被分割成两部分，一个不变区域和一个共享区域。

        • 不变区域的数据，不管后继如何衍化，总是拥有固定的offset（以object的开头算起），所以这部分数据科技直接存取
        • 共享区域，所表现出来的就是virtual base class subobject这部分数据，其位置会因为每次的派生操作而有变化，所以他们只可以间接存取

    • 如何存取class的共享部分呢？

      • cfont编译器会在每一个derived class object中安插一些指针，每个指针指向一个virtual base class，要存取继承而来的virtual base class members,可以通过相关指针间接完成。

    • 一般而言，virtual base class最有效的一种运用形式就是，一个抽象的virtual base class，没有任何data members

对象成员的效率

指向data members的指针

  • C++ standard允许vptr被放在对象中的任何位置，通常编译器将其放在对象的头或尾

  • C++语言要求同一个access level中的members的排列顺序和其声明顺序相同

  • 如何区分“没有指向任何data member”的指针和一个指向“第一个data member”的指针？

    • 每一个真正的member offset值都被加1，因此，不论编译器或是使用者都必须记住，在真正使用该值以指出一个member之前，请先减掉1

第七章：站在对象模型的顶端

1、Template

  • Template的“实例化”行为

  • Template的错误报告

  • Template中的名称决议法

    • “scope of the template declaration”，用以专注于一般的template class
    • "scope of the template instantiation",用以专注于特定的实例

  • Member function的实例化行为

    • 至于template function的 实例化，目前编译器提供了两种策略

      • 1、一个是编译时期策略，程序代码必须在program text file中备妥可用
      • 2、另一个是链接时期策略，有一些meta-compilation工具可以导引编译器的实例化行为

    • 编译器设计者必须回答三个主要问题

      • 1：编译器如何找出函数的定义？

        • 答案之一是包含template program text file，它就像一个header文件一样；另一种方法是要求一个文件命名规则

      • 2、编译器如何能够只实例化程序中用到member functions

        • 解决办法之一就是，根本忽略这项要求，把一个已经实例化的class的所有member function都产生出来；另一种策略是模拟链接操作，检查看看哪个函数真正需要，然后只为它(们)产生实例

      • 3、编译器如何组织member definition在多个.o文件中都被实例化呢

        • 解决办法之一就是产生多个实例，然后从链接器中提供支持，只留其中一个实例，其余忽略。另一个办法就是由使用者来导引“模拟链接阶段”的实例化策略，决定哪些实例才是所需要的

2、异常处理

  • Exception Handling快速检阅
  • 对Exception Handling的支持

3、执行期类型识别(Runtime Type Identification，RTTI)

  • Type-Safe Downcast(类型安全向下转换)
  • Type-safe Dynamic cast（类型安全动态转换）
  • Reference 并不是Pointers
  • Typeid运算符

4、弹性

  • 动态共享函数库
  • 共享内存

第六章：执行期语意学

1、对象的构造和析构

  • Destructor 必须被放在每个离开点之前

  • 全局对象

    • C++程序中所有的global objects都被放置在程序的data segment中，如果显示指定给他一个值，此object将以该值为初值，否则object所配置到的所有内存内容为0

    • munch策略：一个可移植但成本颇高的静态初始化(以及内存释放)方法

      • 1、为每一个需要静态初始化的文件产生一个_sti()函数，内含必要的constructor调用操作或inline expansions
      • 2、在每一个需要静态的内存释放操作(static deallocation)的文件中，产生一个_std()函数，内含必要的destructor调用操作，或是其inline expansions
      • 3、提供一组runtime library "munch"函数：一个_mina()函数（用以调用可执行文件中的所有_sti()函数），以及一个exit()函数（以类似方式调用所有的_std()函数）

    • 如何手机一个程序中各个object files的_sti()函数和_std()函数

      • 使用nm命令：nm命令会dump出object file的符号表格项目(symbol table entries)

  • 局部静态对象

    • local static class object 保证了什么样的语意

      const Matrix &
      identity(){
      static Matrix mat_identity;
      //....
      return mat_identity;
      }

      • mat_identity的constructor必须只能施行一次，虽然上述函数可能会被调用多次
      • mat_identity的destructor必须只能施行一次，虽然上述函数可能会被调用多次

  • 对象数组

    • 在cfont中，使用一个被命名为vec_new()的函数，产生出以class object构造而成的数组。

      • vec_new()的主要功能是把default constructor施行于class objects所组成的数组的每一个元素身上

    • 比较新近的编译器，包括Borland、Microsoft和sun，则是提供两个函数，一个用来处理“没有virtual base class”的class，另一个用来处理“内含virtual base class”的classes，后一个函数通常被称为vec_vnew()函数

  • default constructors和数组

2、new和delete运算符

  • int *pi = new int(5),由两步完成

    • 1、通过适当的new运算符函数实例，配置所需的内存

      // 调用函数库中的new运算符
      int *pi = __new(sizeof(int));

    • 2、将配置得来的 对象设立初值

      *pi = 5

      • 子主题 1

  • new 运算符实际上总是以标准的 C malloc()完成，delete运算符总是以标准的C free()完成

  • 针对数组的new语意

    • 在个别的数组元素构造过程中，如果发生exception，destructor就会被传递给vec_new()，只有已经构造妥当的元素才需要destructor的施行，因为它们的内存已经被配置出来了，vec_new()有责任在exception发生的时机吧那些内存释放掉

    • delete []p_array

      • 只有中括号出现，编译器才去寻找数组的维度，否则它便假设只有单独一个object被删除

    • 如果记录元素个数？

      • 为vec_new()所传回的每一个内存区块配置一个额外的word，然后把元素个数包藏在那个word中

  • placement operator new的语意

3、临时性对象

第五章：构造、析构、拷贝语意学

纯虚函数的存在

  • 可以定义和调用一个pure virtual 粉刺通：不过它只能被静态地调用，不能经由虚拟机制调用
  • 不要将virtual destructor 声明为pure

虚拟规格的存在

  • 一般而言，把所有的成员函数都声明为virtual function，然后再靠编译器的优化操作把非必要的virtual invocation(调用)去掉，并不是一个号的设计理念

虚拟规格中const的存在

  • 不把函数声明为const，意味着此函数不能够获得一个const reference或const pointer
  • 声明一个函数为const，然后发现其derived instance必须修改一个data member----头大了
  • 作者的意思就不用const了

重新考虑class的声明

1、“无继承”情况下的对象构造

  • 一个object的生命，是该object的一个执行期属性。

    • local object的生命从定义开始，该作用域结束
    • global object的什么和整个程序的生命周期相同
    • heap object的生命从被new运算符配置出来开始，到delete运算符摧毁为止

  • 抽象数据类型

  • 为继承做准备

2、继承体系下的对象构造

  • constructor可能内含大量的隐藏码，因为编译器会扩充每一个constructor，扩充程度视class T的继承体系而定。一般而言编译器所做的扩充操作大致如下：

    • 1、记录在member initialization list中的data members初始化操作会被方静constructor的函数本地，并以member的声明顺序为顺序

    • 2、如果有一个member并没有出现在member initialization list中，但它有default constructor，那么该default constructor必须被调用

    • 3、在那之前，如果class object有virtual table pointer(s)，它(们)必须被设定初值，指向适当的virtual table(s)

    • 4、在那之前，所有上一层的base class constructors必须被调用，以base class的声明顺序为顺序(与member initialization list中的顺序没有关联)

      • 如果base class被列于member initialization list中那么任何显示指定的参数都应该传递过去
      • 如果base class没有被列于member initialization list中，而它有default constructor(或default memberwise copy constructor)，那么就调用之
      • 如果base class是多重继承下的第二或后继的base class，那么this指针必须有所调整

    • 5、在那之前，所有virtual base class constructors必须被调用，从左到右，从最深到最浅

      • 如果class被列于member initialization list中，那么如果有任何显示指定的参数，都应该传递过去。若没有列于list之中，而class有一个default constructor，亦应该调用
      • 此外，class中每一个virtual base class subobject的偏移位置(offset)必须在执行期被存取
      • 如果class object是最底层(most-derived)的class，其constructors可能被调用；某些用以支持这一行为的机制必须被放进来

  • 虚拟继承

  • vptr语意学

    • 在一个class的constructor(或destructor)中，经由构造中的对象来调用一个virtual function ，其函数实例应该是在此class中有作用的那个。

    • constructor的调用顺序是：有根源而末端，由内而外

    • 什么决定一个class的virtual functions名单的关键？virtual table；virtual table如果被处理？通过vptr。所以为了控制一个class中有所作用的函数，编译系统只要简单地控制住vptr的初始化和设定操作即可

    • vptr何时被初始化

      • 在base class constructors调用操作之后，但是在程序员供应的代码或是“member initialization list中所列的members初始化操作”之前

    • constructor的执行算法通常如下

      • 1、在derived class constructor中，“所有virtual base classes”及“上一层 base class”的constructors会被调用
      • 2、上述完成后，对象的vptr(s)被初始化，指向相关的virtual table(s)
      • 3、如果有member initialization list的话，将在constructor体内扩展开。者必须在vptr被设定之后才做，以免有一个virtual member function被调用
      • 4、最后，执行程序员所提供的代码

3、对象赋值语意学

  • 只有在默认行为所导致的语意不安全或不正确时，才需要设计个copy assignment operator

  • 一个class对于默认的copy assignment operator，在以下情况，不会表现出bitwise copy语意

    • 1、当class内含一个member object，而其class有一个copy assignment operator时
    • 2、当一个class的base class有一个copy assignment operator时
    • 3、当一个class声明了任何virtual functions(一定不要拷贝有段class object的vptr地址，因为它可能是一个derived class object)时
    • 4、当class继承自一个virtual base class（不论此base class有没有UC偶朋友 operator）

  • 建议：尽可能不要允许一个virtual base class的拷贝操作

4、对象的效能

5、析构语意学

  • 如果class没有定义destructor，那么只有在class内含的member object(抑或class自己的base class)拥有destructor的情况下，编译期才会自动合成一个来。否则destructor被视为不需要，也就不需被合成(当然更不需要被调用)
  • 为决定class是否需要一个程序层面的destructor(或是constructor)，请务必想清楚class object的生命在哪里结束或开始？需要什么操作保证对象的完整？

第四章：Function语意学

1、Member的各种调用方式

  • Nonstatic member function

    • C++的设计准则之一就是：nonstatic member function至少必须和一般的nonmember function有相同的效率

    • 编译器内部会将nonstatic member function转换为nonmember function，步骤如下：

      • 1、改写函数的signature(函数原型)以安插一个额外的参数到member function中，用以调用一个存取管道，使class object得以将此函数调用。该额外参数被称为this指针
      • 2、将每一个“对nonstatic data member的存取操作”改为经由this指针来存取
      • 3、将member function重新写成一个外部函数。将函数名称经过“mangling”处理，使它在程序中成为独一无二的命名

  • virtual member function

    • 举例

      若normalize()是一个virtual member function，其调用如下：
      ptr->normalize()

      将会被内部转换为：
      (* ptr -> vptr[1])(ptr);

      • vptr表示由编译器产生的指针，指向virtual table，它被安插在每一个“声明(或继承自)一个或多个virtual functions”的class object中，其实，其名称也会被mangled，因为在一个复杂的class派生体系中，可能存在多个vptrs
      • 示例中的1,代表virtual table slot的索引值，关联到normalize()函数
      • 示例中的第二个ptr表示this指针

  • static member function

    • 只有当一个或多个nonstatic data members在member function中被直接存取时，才需要class object

    • 静态成员函数的主要特性是它没有this指针

    • 依据主要特性有以下的次要特性

      • 1、它不能够直接存取其class中的nonstatic members
      • 2、他不能够被声明为const、volatile或virtual
      • 3、他不需要经由class object才被调用

2、virtual member function

  • 在C++中，多态（polymorphism）表示“以一个public base class的指针（或reference），寻址出一个derived class object”的意思

  • ptr的多态机能主要扮演一个输送机制（transport mechanism）的角色，经由它，可以在程序的任何地方采用一组public derived类型。这种多态形式被称为是消极的，可以在编译时期完成--virtual base class的情况除外

  • 识别一个class是否支持多态，唯一适当的方法就是看它是否有任何virtual function，只要class拥有一个virtual function，它就需要这份额外的执行期信息

    • 什么信息才能使在执行期调用正确

      • ptr所指对象的真实类型
      • 函数的地址，以便能够调用它

    • 实现上，在每一个多态的class object身上增加两个members

      • 1、一个字符串或数字，表示class的类型
      • 2、一个指针，指向某表格，表格中持有程序的virtual functions的执行期地址

    • 举例：ptr->z()

      • 一般而言，在每次调用z()时，并不知道ptr所指对象的真实类型，但知道经由ptr可以存取到该对象的virtual table

      • 虽并不知道哪个z()函数实例被调用，但知道每个z()函数地址被放在slot4中：(*ptr->vptr[4])(ptr);

        • vptr表示编译器所安插的指针，指向virtual table；4代表z()被指派的slot编号（关系到Point体系的virtual table）。

  • 多重继承下的virtual function

    • 多重继承下中支持virtual functions，其复杂度围绕在第二个及后继的base classes上，以及“必须在执行期调整this指针”这一点
    • 一般规则，经由指向“第二或后继的base class”的指针(或引用)来调用derived class virtual function

  • 虚拟继承下的virtual function

    • 不要在一个virtual base class中声明nonstatic data members

3、函数的效能

4、指向member function 的指针

  • 取一个nonstatic member function的地址，如果该函数式nonvirtual，得到的结果就是它在内存中的真实地址

  • 指向member function的指针的声明语法，以及指向“member selection就是.运算符”的指针，其作用是作为this指针的空间保留者

  • 支持“指向virtual member function”的指针

    • virtual function其地址在编译时期是未知的，所能知道的virtual function在其相关的virtual table中的索引值。即对一个virtual member function 取地址，得到的是一个索引值

  • 在多重继承下，指向member functions的指针

  • "指向member functions的指针"的效率

5、inline function

  • 一般处理inline函数有两个阶段

    • 1、分析函数定义，已决定函数的“intrinsic ability”（本质的inline能力），“intrinsic”（本质的，固有的），这里意指”与编译器相关“

      • 如果函数因其复杂度，或因其建构问题，被判断不可成为inline，它会被转为一个static函数，并在“被编译模块”颞产生对应的函数定义

    • 2、郑州的inline函数扩展操作是在调用的那一点上，这会带来参数的求值操作以及临时性对象的管理

  • 形式参数

    • 一般而言，面对“会带来副作用的实际参数”，通常都需要引入临时性对象，即如果实际参数是一个常量表达式，在替换之前先完成其求值操作；后继的inline替换，就可吧常量直接“绑”上去；如果既不是常量表达式，也不是带有副作用的表达式，那就直接替换

  • 局部变量

    • 一般而言，inline函数中的每一个局部变量都必须被放在函数调用的一个封闭区段中，拥有一个独一无二的名称
posted @ 2022-02-08 18:58  牛犁heart  阅读(257)  评论(0)  编辑  收藏  举报