深度探索c++对象模型1

  • C++的主要额外负担：
    • virtual function 机制
    • virtual base class 用以实现“多次出现在继承体系中的base class，又一个单一而被共享的实例”
    • 多重继承下的额外负担
1.1 C++对象模式

  • C++对象模型

    • 非静态成员变量存放在每一个class object里面，静态成员变量存放在个别的class object 之外；静态函数，非静态函数成员放在个别的class object之外，虚函数特殊对待：
      • 每一个class 产生出一堆指向virtual function 的指针，放在表格中，这个表格称之为虚函数表（virtual table）
      • 每一个class object被安插一个指针，指向相关的virtual table。通常这个指针称为$vtpr$.$vtpr$的设定由每一个class的constructor，destructor和copy assignment运算符自动完成。每一个class所关联的$tyle_info$ object(用来支持runtime type identification)也经由虚函数表纸出来，通常放在表格的第一个slot里面。
        例子如下
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  • C++继承

    • 使用所谓的base table 模型。每一个class object内涵一个bptr,被初始化，指向它的base class table，然后这个表就如同虚函数表一样指向继承的类的对象，如下图
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  • 什么时候一个人应该使用struct 取代class？当它让一个人感觉比较好的时候（狗头）
    聚合（composition）而非继承才是把C++和C结合起来的好方法。
    struct在C++中的一个合理用途，是当你要传递一个“复杂的class object的全部或者部分”到某一个C函数去的时候，struct声明可以将数据封装起来，并且保证拥有与C兼容的空间布局，然而这种保证只在聚合（composition）的情况下存在。如果是继承的话，可能会因为内存布局原因无法实现想要的结果。

  • C++以下列方法支持多态：

    • 经过一组隐式的转化操作，比如把一个派生类的指针转化为一个指向它的public base type的指针：
      shape *ps=new circle ();
    • 经由virtual function机制：
      ps->rotate（）
    • 经由$dynamic_cast$和typeid运算符：
      $if(circle pc=dynami_cast < circle>(ps))$

  • 需要多少内存才能够表现一个class object：

    • 非静态成员变量的总和大小
    • 加上任何由于alignment（对齐）的需求而填补（padding）上去的空间
    • 加上为了支持virtual而内部产生的任何额外负担

  • 关于指针：
    不同类型的指针从内存需求的观点来看没有什么不同，“指向不同类型之各指针‘间的差异，既不在其指针表示法的不同，也不再其内容的不同，而是在其所寻址出来的object类型不同。也就是说，“指针类型”会教导编译器如何解释某一个特定地址的内存内容及其大小。

  • 最后一部分内容讨论了多态发生的条件，我认为总结下来就是引用和指针可能触发多态，通过虚函数来实现。然后将子对象赋值给父类对象一般会导致切割，来放置数据溢出。

  • 具体问题：

    • 一个Bear指针和一个ZooAnimal指针有什么不同：

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      Bear b;
      ZooAnimal *pz=&b;
      Bear *pb=&;

      它们每一个都指向Bear object 的第一个type，它们的区别是：pb所涵盖的地址包含整个 Bear object但是pz所涵盖的地址之包含Bear object中的ZooAnimal subobject.
      内存布局如下图：

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