标签:转换 stat 指针 插入 类型 效率 运算符 访问 语法
class A { public: int foo( ) { return val ; } static int staFun( ) { return staVal ; } static int staVal ; private: int val ; char bit1 ; } ; class B : public A { public: char foo( ) { return bit2; } private: char bit2 ; };
静态数据成员:
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)
【注意:】类的静态数据成员,必须要在全局下进行定义,然后才能使用。
无论它的访问控制是什么,必须在main函数之前,对静态数据成员定义。
例如:int A::staVal = 0 ;
否则,编译器会报错:未定义的引用。
因为编译器把涉及静态数据成员的使用,都转换为直接使用,而静态成员在class中声明,外部无法看见。故需要在外部进行定义,使其后的代码可见。
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。
以上的转换操作结束之后,每个调用操作都要转换。
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:
静态成员函数的主要特征是它没有this指针。
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。
对静态成员函数的调用
objA.staFun( ) ; ptr->staFun( ) ; //会转换为: staFun_staticintvoid( ) ; staFun_staticintvoid( ) ;
静态成员函数由于缺乏this指针,因此差不多等同于外部函数。只是它作用于类的静态数据成员上。
贰
单一继承且有虚函数的对象模型
例:
class A { public: virtual int foo( ) { return val ; } virtual int funA( ) {} private: int val ; char bit1 ; } ; class B : public A { public: virtual int foo( ) { return bit2; } virtual int funB( ) {} private: char bit2 ; };
一个class只要有一个虚函数,那么每一个class object被安插上一个由编译器内部产生的指针,指向该表格(virtual table)。
virtual table 的第一项是表示class的类型。
因为,基类指针的特殊性,它可以指向基类对象,也可以指向派生类对象。故:ptr->foo( ) ;这种调用,我们需要知道ptr所指对象的真实类型。(就算不知道ptr所指对象的类型,也可以正确调用fun函数,但是由于fun函数有编译器插入的this指针,this指针要与ptr指向的对象地址正确对应,以正确访问对象中的成员变量,但ptr中却没有这样的信息)
virtual table 之后的表格是class中的每个虚函数地址。
一个class只会有一个virtual table。派生类的virtual table是在基类的virtual table上增加,修改的。
派生类中的虚函数会改写(overriding)与基类中同名且参数相同的虚函数,把virtual table表中相应的基类虚函数地址改写为相应派生类虚函数的地址。
以上工作都是由编译器完成的。执行期要做的就是在特定的virtual table表项中激活相应的虚函数,然后根据virtual table首项的类型信息,正确执行此虚函数。
例如:ptr->foo( ) ;
一般而言,我并不知道ptr所指对象的真正类型。然而我知道。经由ptr可以存取到该对象的virtual table。
虽然我不知道哪一个foo( )实体会被调用,但我知道每一个foo( )函数的地址都放在虚表的第二项。
故:根据以上信息,编译器可以将该调用转化为:
( *ptr->vptr[1] )( ptr ) ;
【注意:】基类指针虽然可以指向派生类,但是它实际上指向的是派生类中的基类部分。(这就不违反指针的特性了,指针类型与其指向范围是一致的)故基类指针不能访问派生类的成员。(但基类指针可以通过访问派生类的虚函数,间接操作派生类成员)
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