Inside The C++ Object Model(三)Data语意学

一 引导：

(1)类对象的大小和机器、编译器有关。

(2)类对象的大小受到三个因素的影响(除了对象所有的nonstatic data members)：

1.语言本身的所造成的额外负担。例如:支持virtual base class时就会导致额外负担。

2.编译器对于特殊情况所提供的优化处理。

3.Alignment的限制。在32机器上通常alignment通常为4字节。

二 Data Member的绑定。

三 Data Member的布局：C++ Standard允许编译器决定布局，所以不同编译器不同。

四 Data Member的存取：

(一)static data member：(直接通过类存取，也可通过对象存取)

(1)static data members可被视为global 变量(但作用域在类中)。

(2)每个static data member只有一个实体，存放在程序的data segment中，每次取用static member，就会被内部转换为对唯一的extern实体的直接操作。从指令的执行观点来看，这是C++中"通过一个指针和通过一个对象来存取member，结论完全相同的"唯一一种情况。

(3)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并不内涵在一个class object之中。

(4)如果两个class声明同名的static member会导致名称冲突，编译器的做法是暗中对每个static data member编码(name)，以获得一个独一无二的程序识别代码。

(二)nonstatic data  member：

(1)对一个nonstatic data member的存取操作，编译器需要把class object的起始地址加上data member的偏移量，每一个nonstatic data member的偏移量在编译期即可知道。

五 继承与Data Member：

(一)单一继承没有多态。

(二)单一继承+多态：

1.多态的负担：

*导入一个与类相关的virtual table存放它声明的每一个virtual function。

*每一个类对象都导入一个vptr，提供执行期的链接，使每一个object能够找到相应的virtual table。

*加强constructor，使它能够为vptr设定初值，让它指向class对应的virtual table。

*加强destructor，使它能够撤销"指向class相关virtual table"的vptr。

2.vptr的放置位置：

*通常把vptr放置在base class的尾端。

(三)多重继承：

1.对于一个多重派生对象，将其地址指定给“最左端(即第一个)”base class的指针，情况和单一继承一样，因为两者都指向相同的起始地址。

2.对于第二个或后继的base class的地址指定操作，需将地址修改，加上或减去介于中间的base subobjects大小。

3.编译器通常根据派生列表中的声明次序来排列基类。

4.如图：

(四)虚拟继承：

1.Microsoft编译器：class如果有一个或多个virtual base classes，就会由器安插一个指针，指向virtual base class table。

*如下图：

2.GCC：在virtual function table中放置virtual base classes的offset。

六 对象成员的效率

七 指向Data Members的指针：

1.取一个nonstatic data member的地址，将会得到它在class中的offset。(例如：&base::a；待验证)

2.取一个绑定于真正class object身上的class member的地址，将会得到该member在内存中的地址。