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C对象模型

一、何为C++对象模型?

C++对象模型可以概括为以下部分:

1.语言中直接支持面向对象程序设计的部分

.对于各种支持的底层实现机制

语言中直接支持面向对象程序设计的部分,如构造函数、析构函数、虚函数、继承(单继承、多继承、虚继承)、多态等等,这也是组里其他同学之前分享过的内容。第一部分这里我简单过一下,重点在底层实现机制。

在c语言中,“数据”和“处理数据的操作(函数)”是分开来声明的,也就是说,语言本身并没有支持“数据和函数”之间的关联性。在c++中,通过抽象数据类型(abstractdatatyp,ADT),在类中定义数据和函数,来实现数据和函数直接的绑定。

概括来说,在C++类中有两种成员数据:static、nonstatic;三种成员函数:static、nonstatic、virtual。

如下面的Bas类定义:

#pragmaonc#includiostamusingnamspacstd;classBas{public:Bas(int);virtual~Bas(void);intgtIBas()const;staticintinstancCount();virtualvoidprint()const;protctd:intiBas;staticintcount;};

Bas类在机器中我们如何构建出各种成员数据和成员函数的呢?

二、基本C++对象模型

在介绍C++使用的对象模型之前,介绍种对象模型:简单对象模型(asimplobjctmodl)、表格驱动对象模型(atabl-drivnobjctmodl)。

简单对象模型(asimplobjctmodl)

所有的成员占用相同的空间(跟成员类型无关),对象只是维护了一个包含成员指针的一个表。表中放的是成员的地址,无论上成员变量还是函数,都是这样处理。对象并没有直接保存成员而是保存了成员的指针。

表格对象模型(atabl-drivnobjctmodl)

这个模型在简单对象的基础上又添加了一个间接层。将成员分成函数和数据,并且用两个表格保存,然后对象只保存了两个指向表格的指针。

这个模型可以保证所有的对象具有相同的大小,比如简单对象模型还与成员的个数相关。其中数据成员表中包含实际数据;函数成员表中包含的实际函数的地址(与数据成员相比,多一次寻址)。

C++对象模型

这个模型从结合上面中模型的特点,并对内存存取和空间进行了优化。在此模型中,nonstatic数据成员被放置到对象内部,static数据成员,staticandnonstatic函数成员均被放到对象之外。

对于虚函数的支持则分两步完成:

1.每一个class产生一堆指向虚函数的指针,放在表格之中。这个表格称之为虚函数表(virtualtabl,vtbl)。

.每一个对象被添加了一个指针,指向相关的虚函数表vtbl。通常这个指针被称为vptr。vptr的设定(stting)和重置(stting)都由每一个class的构造函数,析构函数和拷贝赋值运算符自动完成。

另外,虚函数表地址的前面设置了一个指向typ_info的指针,RTTI(RunTimTypIdntification)运行时类型识别是有编译器在编译器生成的特殊类型信息,包括对象继承关系,对象本身的描述,RTTI是为多态而生成的信息,所以只有具有虚函数的对象在会生成。

这个模型的优点在于它的空间和存取时间的效率;缺点如下:如果应用程序本身未改变,但当所使用的类的nonstatic数据成员添加删除或修改时,需要重新编译。

模型验证测试

为了验证上述C++对象模型,我们编写如下测试代码。

模型验证测试代码:

voidtst_bas_modl(){Basb1();cout对象b1的起始内存







































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