C++对象模型（一）

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#c++ #object #library #class #float #function

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在C++中，有两种类成员变量：static 和 nonstatic ；三种类成员函数： static 、nonstatic 和 virtual ；

如：

class Point
{
     public:
             Point(float xval);
             virtual ~Point();
             float X() const;
            static int PointCount();
     protected:
             virtual ostream& print(ostream &os) const;
             float _x;
             static int _point_count;
};

简单对象模型：

图1：简单对象模型
在这个模型中，一个object是一些列的slots，每一个slot指向一个成员，成员按其声明次序，各被指定一个slot；

成员并不放在object中，只有指向成员的指针才放在object中，这样可以避免不同类型的成员需要不同的存储空间；

一个object大小计算：指针大小，乘以class中所声明的成员数目。

表格驱动对象模型：

图2 成员表对象模型

C++对象模型：

图3 C++对象模型

优点：空间和存取时间的效率；

缺点：修改非静态成员时，程序代码需重新编译；

对象的差异：

Library_materials thing1;
Book book;
//book被切割了
thing1=book;
//调用的是 Library_materials::check_in()
thing1.check_in();

Library_materials  &thing2=book;
// 现在引发的是 Book::check_in()
thing2.check_in();

虽然可以直接或者间接处理继承体系中的一个基类对象，但只有通过指针或者引用的间接处理，才支持OO程序设计所需的多态性质；

C++以下列方法支持多态：

1、经由一组隐含的转化操作；如将一个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 ) )

一个类对象需要的内存空间：

1、非静态成员变量的总和大小；

2、加上任何由字节对齐的需求而填补上去的空间；

3、加上为了支持virtual 而由内部产生的额外负担。

class ZooAnimal
{
    public:
         ZooAnimal();
         virtual ~ZooAnimal();
         //...
         virtual void rotate();
    protected:
          int loc;
          String name;
};
class Bear:public ZooAnimal
{
     public:
           Bear();
           ~Bear();
           //...
           void rotate();
           virtual void dance();
       protected:
            enum Dances{...};
            Dances dances_known;
            int cell_block;
};

     Bear b("Yogi");
     ZooAnimal*pz=&b;
     Bear *pb=&b;

它们每个都指向 Bear object 的第一个字节，但 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 subobject.

图4 内存布局