从C到C++,汇编中类的实现

实例变量的初始值

在C中,结构体的变量是不能赋初始值的,而是在使用结构体的时候才能指定他们的初始化值,体现在汇编就是在栈帧中按照顺序依次赋值。

在C++中,这个初始化就是靠构造函数来实现的。在很多书中,常常说到如果不显示指定构造函数,编译器会默认添加一个构造函数,这种说法是不严谨的,如果构造函数没有任何事可做,何必添加一个构造函数来降低执行效率呢?

具体什么时候会添加构造函数解释起来比较复杂,只要知道一点,如果给任何实例变量赋予了初始值,那么就会添加一个构造函数(在c++中并不像java里有什么默认初始值例如int类默认为0,如果一个实例变量没有指定初始值,那么他就是一个未定义的值)

反之,如果没有初始值,也没有父类的一个类,很可能是没有默认构造函数的。
例如下面这个类。实际上test函数里除了进入函数退出函数的处理,编译成汇编之后是完全空的,因为他没有任何要做的事情(既不用调用构造函数,也不会访问值,输出值,所以虽然在源代码里有语句,但是对机器来说,没有任何需要他做的事情)

class Book {
public:
    int prize;
};
void test() {
    Book s;
}

当然,在创建这个类之后,如果直接使用prize变量,是一个未定义的值,正常的编译器都会阻止这种操作,而要你先给prize赋值之后,才能使用它。

接下来给prize加上初始化值,再添加一个实例变量

class Book {
public:
    int prize=0;
    int id = 0;
};

这个时候,反汇编之后就发现生成了构造函数
这里写图片描述

至于构造函数是如何调用的,这个估计知道的人比较多,就是和其他函数一样,传入一个隐式的this指针,注意call之前的lea语句,就是把地址传递给了ecx,然后再调用函数。this指针一般都是保存在ecx中的。

new的实现

在c语言中,分配内存一般用sizeof加上malloc函数,其实new在底层也可以看成是一个分配内存的函数,实际上他也需要知道类的大小,就像我们调用sizeof一样。

就拿刚刚那个类举例子,我们现在用new来创建实例

void test() {
    Book* s2 = new Book();
    printf("%d",s2->prize);
}

这里写图片描述
可以看到用new分配了内存,大小为8个字节,正好和这个类的大小一样(32位平台上一个int4字节)

再进到new”函数”里面,可以发现,底层还是调用了malloc分配内存(因为软件问题最后一个字母显示不出来),当然,还做了其他一些事情。
这里写图片描述

简单来说,c++的new操作符基本上就做了这些事情,首先编译器算出类的大小,然后作为new函数的一个参数,然后调用new,new底层再使用malloc分配内存,然后把分配到的内存地址首字节返回,如果类有构造函数的话,则再调用构造函数,不过此时就在堆中分配内存而不是栈帧中了。


由于本文章涉及到的东西比较难,难免有讲错的地方,如果有问题的可以在评论中指出。
我的github是https://github.com/luckyCatMiao

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