c++ object model

对一个结构体进行不断的封装后可以形成一个c++类，为此需要添加很多函数成员之类的代码，为此显示c++比c语言显得庞大并且迟缓，但是事实并不是这些

c++在布局和时间上的额外承担主要是由virtual引起的

下面简述c++对象模型

数据成员包括静态成员和非静态成员，

函数成员包括静态，非静态，虚函数

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c++对象模型

 

（1）简单对象模型

每一个对象存储着若干个slots，每一个slots指向一个成员，这里面包括函数成员和数据成员，对于顺序，索引则按照他们的声明顺序进行排序

这样每一个成员都不存储在对象中，而是通过对象内的一个slots指针指向自己，这样可以解决因为数据成员的类型不同，而需要开辟不同的空间而导致的不必要的麻烦

这种模式很少被应用到工业中，但是slots得思想和索引的概念影响着其他的模型

 

（2）表格驱动对象模型（双表格模型）

此种模型将所有的数据成员抽象出来，讲date member直接存储放在一个表中，而member function 的slots放在另外一个表中，我们对象本身只有两个指针，一个指针指向数据成员，一个指针指向函数成员表，表中有一系列的slots，在通过slots找到各个函数，这里的机制就类似于简单对象模型

 

（3）c++对象模型：

此模型主要在简单模型的基础上进行了一些列的优化，首先对于数据成员：非静态的直接存储在object内部，对于静态的则存储在class外，

对于函数成员来说，静态成员函数和非静态成员函数也都存在类之外，对于虚函数（每一个object产生一个指针，指向virtual table，这个table内有一些列slots，分别指向各个虚函数）

 

优缺点：这个模型在存取时间和空间上的效率得到了改善，但是如果非静态数据成员进行了更改，那么程序需要重新编译。和双表格模型比较，其空间效率和时间更好，但是双表格模型由于中间又一次间接引用，所以即使非静态数据成员进行了更改，也没有问题，其弹性比较好

 

如果再次基础上，加上了继承的话，

那么我们可以在每一个object中增加一个bptr指针，每一个指针指向一个base table，table里面有一些列的slots，每一个slots指向一个base function

上面方法的缺点就是随着继承深度的增加，间接性的寻址，随着深度的增加时间也在增减，其时间和空间都消耗许多

优点就是其对于每一个object的继承方式都表现为一致性，无需改变class本身，都可以改变base class table，class object只需要一个bptr指向其base table就ok了

 

*****在c++对象模型的virtual table中的第一个索引是一个type_info for class 这这标记表示了我这个对象指向了哪一个类

eg:

A *P =NEW A()  

A*P=new B()

第一种就是指向A，第二种就是指向B

 

 

但是对于c++对象模型来说，很多成员函数和静态成员都独立于对象存储，那么我们怎么找到他

 

对于static date member

它被编译器提出于class之外，并被视为一个global变量（但只在class生命范围之内可见）

每个静态数据成员只有一个实体，存放在程序的数据段之中，

经由’.’运算符，对一个静态数据成员进行存取操作，只是语法上的一种便宜行事而已。静态数据成员其实并不在class object之中，因此存取它并不需要通过class object。

虽然你可以不靠class object 来存取一个静态成员，但其存取函数却得绑定于一个class object之上。（若静态成员的访问控制为protected或private，则必须通过存取函数来访问）

 

 

成员函数的处理

C++的设计准则之一：非静态成员函数至少和一般的外部函数有相同的存储效率。

C++编译器会把成员函数内化为一般的函数：

①改写函数原型，安插一个额外的参数this指针。用以提供一个存取管道，使类对象得以调用该函数。

int A::foo (A* const this)

若该成员函数是const，则变成：

int A::foo (const A* const this)

②对函数体中 类对象的非静态数据成员的存取操作，改为经由this指针来存取。

int A::foo (A* const this)

{            return  this->val ;             }

③将成员函数重新写成一个外部函数，对函数名称进行处理，使它在程序中成为独一无二的。

A objA ;  
A * ptr = & objA ;  ptr->foo( ) ;   
objA.foo() ;  
//分别被转换为：  
foo_intA( ptr ) ;  
foo_intA( & objA ) ;  

静态成员函数的主要特征是它没有this指针，但是他仍然需要改一个新的函数名

故其：

①它不能够直接存取其class中的非静态成员

②它不能够直接被声明为const、virtual

③它不需要经由class object才被调用——虽然大部分时候它是这样被调用的。

 

objA.staFun( ) ;
ptr->staFun( ) ;
//会转换为：
staFun_staticintvoid( ) ;
staFun_staticintvoid( ) ;

 因为不需要this指针，所以他等同于外部函数，只不过他的内部操作成员都是类内的static data member