Inside The C++ Object Model (一)

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Inside The C++ Object Model

 

Chapter 1 关于对象（Object Lessons）

C和C＋＋之间的开销对比

1. 空间

C＋＋在使用了virtual机制时会造成额外的空间开销（vptr指针）

C＋＋在使用继承时可能由于内存对齐问题导致比使用C技术要占用更多的存储空间

struct A

{

int x;

char c1;

int y;

char c2;

}

class X

{

int x;

char c1;

}

class Y: public X

{

int y;

char c2;

}

ATTENTION：sizeof(Y)不一定等于sizeof(A)

2. 时间

C＋＋在使用virtual机制（virtual函数， virtual base class）时，以及多继承下由派生类向第二个以及后面的父类转换时，需要更多的开销

 

总之，像C一样使用的C＋＋，由于不采用virtual机制及继承, 时空效率和C一样，运行效率可能更高（inline函数）。而C＋＋可以使用ADT封装数据和算法，这从软件工程角度讲要强于C。

一般言之，并没有什么天生的理由说C＋＋程序一定比其兄弟C庞大或迟缓。

 

C＋＋对象模型

C＋＋对象

两种data members： static member， non-static data member

三种member functions：static member function， non-static member function， virtual function

C＋＋内存模型如何表示这些成员呢？

1.       简单模型（A Simple Object Model）

简单，便于编译器设计实现，赔上的是空间和时间效率，没有编译器实际采用，每个object是一系列slots，每个slots指向一个member（data or member function）。

2.       表格驱动模型（A Table-Driven Object Model）

这种模型对所有class的所有object有一致的表示，每个object有两个指针， 一个指向data table（存储数据成员），一个指向function table（存储成员函数）。该模型亦没有被实际采用，function table的观念和C＋＋的实际模型中的vtbl是一样的。

3.       C＋＋对象模型（C＋＋ Object Model）

由简单模型基础而来：non-static data member在object内，static data member在class的所有object外，static 和non-static member function也被放在所有object之外， virtual function分两步处理：

a．  每个class产生出一系列指向virtual function的指针， 这些指针放在一个表中， 叫做vtbl（虚函数表）。每个class的type_info object（用于支持runtime type identification， RTTI）的指针放在vtbl的第一个slot中。

b．  在class的object中多了一个vptr指针，他指向对应class的vtbl。Vptr的设置和清除发生在constructor， destructor 以及 copy assignment动作中。

一个Object的大小

a．  non-static data member总和

b．  memory alignment，由编译器自动完成，可能存在member之间也可能存在集合体边界

c．  virtual机制带来的额外负担