《深度探索C++对象模型》第1章重点：关于对象

Posted 2021-12-10 senshaw

c++对象模型的设计：nonstatic的data members被放置于每一个class之内，static的data members则被放置于class之外，static和nonstatic的function被放置于class之外。virtual function以下面两个步骤支持：

1. 每个class产生一个virtual table（vtbl），里面存放指向每个virtual function的指针。
2. 每一个class对象有一个指针vptr，指向相关的vtbl，vptr的设定和重置由每个class的构造函数、析构函数和copy assignment运算符自动完成。vtbl的第一个slot通常放的是这个class的type_info object指针，用以支持runtime type identification，RTTI

static变量存放于全局变量区（.data），是为符合static语义，其需要在类外进行初始化，分配内存，因为它的生命周期是全局，而class对象的生命周期在它被定义之后才开始。

 

c++中class和struct的差异：struct可以干class的所有事情，只是struct的默认成员访问权限为public，class的默认成员访问权限为private；struct默认是公有继承，class默认是私有继承；当struct和class中没有构造函数且成员变量（无需成员函数）全为public时，可以用{}进行初始化。

struct适合看成是一个数据的集合体；class适合看成一个对象。

c++以下列方法支持多态：

　　1. 经由一组隐式的转化操作，例如将派生类指针转化为一个指向其基类的指针:

　　　　Shape *ps = new Circle();

　　2. 经由virtual function机制:

　　　　ps -> rotate();

　　3.经由dynamic_cast和typeid运算符

　　　　if(Circle *pc = dynamic_cast<Circle*>(ps)) ...

typeid本质上即是通过虚函数表的第一个slot内的指针所指向的type_info object来判断是哪种class 

多态的主要用途是经由一个共同的接口来影响类型的封装，这个接口通常定义在基类中，并在不同的派生类中有不同的实现。通过virtual function机制在运行时才确定到底调用哪个函数实例。

void rotate(X datum, const X *pointer, const X& reference) {
    //下面这个操作总是调用X::rotate()，因为datum的类型已经确定，不走虚函数表的方式;
    datum.rotate();
    //下面这两个操作必须在运行期才能知道调用的是那个rotate()实例
    (*pointer).rotate();
    reference.rotate();
}
main() {
    Z z; //Z是X的一个子类型
    rotate(z, &z, z);
    return 0;
}

不同类型指针的差别：只在其所寻址出来的object类型不同，“指针类型”会教导编译器如何解释某个特定地址的内存内容及大小。一个类型为void*的指针只能够持有一个地址，而不能通过它操作所指的object。

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

pz和pb都指向Bear object的第一个byte，其间差别：pb所涵盖的地址包含整个Bear object，而pz所涵盖的地址只包含Bear object中的zooAnimal部分。

Bear b;
ZooAnimal za = b; //引起切割，事实上会调用拷贝构造函数，设定正确的vptr
za.rotate(); //调用ZooAnimal::rotate()，在编译器就已经确定

一个指针或者引用之所以支持多态，是因为它们不引发内存中与类型相关的改变，而只改变它们所指向内存的“大小和内容解释方式”。