Inside The C++ Object Model(三)

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3-0. 类所占的内存大小受到三个因素的影响：
（1）语言本身所造成的额外负担（Virtual base classes）；
（2）编译器对于特殊情况所提供的优化处理（空基类优化）；
（3）Alignment的限制（对齐）；
注：Empty Virtual base class提供一个Virtual interface，没有定义任何数据，某些编译器对此提供了特殊处理（优化）：一个empty virtual base class被视为derived class object最开头的一部分，也就是说它并没有花费任何额外空间。

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3-1. Data Member 的绑定
member rewriting rule:一个inline函数实体之内，在整个class 声明未被完全看见之前，是不会被评估求值的。也即：

extern int x;
class Point3d
{
public:
// 对于函数本身的分析将延迟直至class声明的右大括号出现才开始
float X() const { return x; }
private:
float x;
};
// 事实上，分析在这里进行

对member functions本身的分析，会直到整个class的声明都出现了才开始。因此，在一个inline member function躯体之内的一个data member 绑定操作，会在整个class声明完成之后才发生（这就保证取用到的变量是 data member 而不是 global ）。

但是对于argument list（函数参数列），还是会在他们第一次遇到时被适当地决议完成。

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3-2. Data Member 的布局
Nonstatic data members 的class object 中的排列顺序将和其被声明的顺序一样，任何中间介入的static data members 都不会被放进对象布局之中。

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3-3. Data Member 的存取
（1）Static Data Members：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），其不会导致任何空间上或执行时间上的额外负担。每一个Static Data Members只有一个实体，存放在程序的data segment之中，每次程序取用static member，就会被内部转化为对该唯一的extern实体的直接取用操作。

（2）Nonstatic Data Members
Nonstatic Data Members：直接存放在每一个class object之中，除非经由明确的（explicit）或暗喻的（inplicit）class object，没有办法直接存取它们。只要程序员在一个member function中直接处理一个Nonstatic Data Members，所谓“implicit class object”（this指针）就会发生。
每一个Nonstatic Data Members的偏移量（offset）在编译时期即可获知，甚至member属于一个base class subobject（派生自单一或多重继承串链）也是一样。因此，存取一个Nonstatic Data Members，其效率和存取一个C struct member或一个nonderived class 的 member是一样的。

注：经由对象（object）和经由ptr取用成员x，如果成员member是从一个Virtual base class继承而来时，ptr存取操作会延迟至执行期。而经由object的取用操作，members的offset位置在编译时期就固定了。

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3-4. “继承”与 Data Member
（1）只要继承不要多态

（2）加上多态

注：a. 单一继承提供了一种“自然多态”形式，是关于classes 体系中的base type 和 derived type之间的转换。base class 和 derived class 的objects都是从相同的地址开始，其间差异只在于 derived object 比较大，用以容纳它自己的nonstatic data members。
b. 当把vptr放在class object 的起始处，如果base class 没有virtual function 而derived class 有（如书 图3.2b），那么单一继承的自然多态就会被打破。在这种情况下，把一个derived object 转换为其base 类型，就需要编译器介入，用以调整地址（因vptr插入之故）。在既是多重继承又是虚拟继承的情况下，编译器的介入更有必要。

（3）多重继承

（4）虚拟继承

《深度探索C++对象模型》中介绍了3种实现模型。这里只说一下第3种：是在Virtual function table（虚函数表）中放置 Virtual base class 的offset（而不是地址），图3.5b 显示这种base class offset 实现模型。至此，Virtual function table 可经由正值或负值来索引。如果是正值，很显然就是索引到Virtual functions；如果是负值，则是索引到Virtual base class offset。
注：一般而言，Virtual base class 最有效的一种运用形式就是：一个抽象的Virtual base class ，没有任何data members。

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3-6. 指向Data Members 的指针
详细调查class members 的底层布局，可用以决定vptr是放在class的起始处或是尾端。也可以用来决定class 中的access sections 的次序。
假设类有3个float成员，如果vptr放在对象的尾端，则3个成员的offset（& Class::object1）分别是0，4，8. 如果vptr放在对象的起头，则3个成员在对象布局中的offset分别是4，8，12. 然而你若去取data members的地址，传回的值总是多1. 也就是1，59或者5，9，13等等。之所以这样，原因如下：

多重继承下，情况会有所不同：

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Inside The C++ Object Model(三)

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原文地址：http://www.cnblogs.com/yyxt/p/5995078.html