C++对象模型(1)---何为C++对象模型？

原文链接：吴秦大神的C++对象模型

C++对象模型可以概括为以下2部分：

1. 语言中直接支持面向对象程序设计的部分

2. 对于各种支持的底层实现机制

        语言中直接支持面向对象程序设计的部分，如构造函数、析构函数、虚函数、继承（单继承、多继承、虚继承）、多态等等，这也是组里其他同学之前分享过的内容。第一部分这里我简单过一下，重点在底层实现机制。

        在c语言中，“数据”和“处理数据的操作（函数）”是分开来声明的，也就是说，语言本身并没有支持“数据和函数”之间的关联性。在c++中，通过抽象数据类型（abstract data type，ADT），在类中定义数据和函数，来实现数据和函数直接的绑定。

        概括来说，在C++类中有两种成员数据：static、nonstatic；三种成员函数：static、nonstatic、virtual。

            

如下面的Base类定义：

#include<iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    Base(int);
    virtual ~Base();

    int getIBase() const;
    static int instanceCount();
    virtual void print() const;
protected:
    int iBase;
    static int count;
};

Base类在机器中我们如何构建出各种成员数据和成员函数的呢？

在介绍C++使用的对象模型之前，介绍2种对象模型：简单对象模型（a simple object model）、

                                                                                             表格驱动对象模型（a table-driven object model）。

简单对象模型（a simple object model）

所有的成员占用相同的空间（跟成员类型无关），对象只是维护了一个包含成员指针的一个表。表中放的是成员的地址，无论上成员变量还是函数，都是这样处理。对象并没有直接保存成员而是保存了成员的指针。

表格对象模型（a table-driven object model）

这个模型在简单对象的基础上又添加了一个间接层。将成员分成函数和数据，并且用两个表格保存，然后对象只保存了两个指向表格的指针。这个模型可以保证所有的对象具有相同的大小，比如简单对象模型还与成员的个数相关。其中数据成员表中包含实际数据；函数成员表中包含的实际函数的地址（与数据成员相比，多一次寻址）。

C++对象模型

这个模型从结合上面2中模型的特点，并对内存存取和空间进行了优化。在此模型中，non static 数据成员被放置到对象内部，static数据成员， static and nonstatic 函数成员均被放到对象之外。对于虚函数的支持则分两步完成：

1.      每一个class产生一堆指向虚函数的指针，放在表格之中。这个表格称之为虚函数表（virtual table，vtbl）。

2.      每一个对象被添加了一个指针，指向相关的虚函数表vtbl。通常这个指针被称为vptr。vptr的设定（setting）和重置（resetting）都由每一个class的构造函数，析构函数和拷贝赋值运算符自动完成。

另外，虚函数表地址的前面设置了一个指向type_info的指针，RTTI（Run Time Type Identification）运行时类型识别是有编译器在编译器生成的特殊类型信息，包括对象继承关系，对象本身的描述，RTTI是为多态而生成的信息，所以只有具有虚函数的对象在会生成。

这个模型的优点在于它的空间和存取时间的效率；缺点如下：如果应用程序本身未改变，但当所使用的类的non static数据成员添加删除或修改时，需要重新编译.