C++对象模型----关于对象

时间：2015-07-28 18:31:22 阅读：105 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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第一章关于对象

1.1 C++对象模式(The C++ Object Model)

1.1.3 C++对象模型(The C++ Object Model)

    Stroustrup当初设计(当前仍占有优势)的C++对象模型是从简单对象模型派生而来的,并对内存空间和存取时间做了优化.在此模型中,Nonstatic data members被配置于每一个class object之内,static data members则被存放在所有的class object之外,Static和nonstatic function members也被放在所有的class object之外,Virtual functions则以两个步骤支持之:
    1.每一个class产生出一堆指向virtual functions的指针,放在表格之中,这个表格被称为virtual table(vtbl)
    2.每一个class object被添加了一个指针,指向相关的virtual table,通常这个指针被称为vptr.vptr的设定和重置都由每一个class的constructor,destructor和copy assignment运算符自动完成,每一个class所关联的type_info object也经由virtual table被指出来,通常是放在表格的第一个slot处.
   C++对象模型的主要优点在于它空间和存取时间的效率；主要缺点是，如果应用程序代码本身并未改变，但所用的class object的nonstatic data members有所修改(可能是增加、移除或修改)，那么那些应用程序代码同样得重新编译。关于这点，前面的的表格驱动模型就提供了较大的弹性，因为它多提供了一层间接性，不过它也因此付出空间和执行效率两方面的代价。

加上继承 (Adding Inheritance)

C++支持单一继承：

class Libarary_materials {...};
class Book : public Library_materials {...};
class Rental_book : public Book {...};

C++也支持多重继承：

class iostream:
public istream,
public ostream {...};

甚至，继承关系也可以指定为虚拟：

class istream : virtual public ios {...}
class ostream : virtual public ios {...}

    在虚拟继承的情况下，base class不管在继承串链中被派生多少次，永远只会存在一个实体，例如iostream之中就只有virtual ios base class的一个实体。
   在一个derived class如何在本质上模塑base class的实体呢？在"简单对象模型"中，每一个base class可以被derived class object内的一个slot指出，该slot内含base class subobject的地址，这个体制的主要缺点是，因为间接性而导致空间和存取时间上的额外负担，优点则是class object的大小不会因其base classes的改变而受到影响。
   另一种base table模型，这种模型的base class table被产生出来时，表格中的每一个slot内含一个相关的base class地址，这很像virtual table内含每一个virtual function的地址一样，每一个class object内含一个bptr，它会被初始化，指向其base class table.这种策略的主要缺点是由于间接性而导致的空间和存取时间上的额外负担，优点则是在每一个class object中对于继承都有一致的表现方式：每一个class object都应该在某个固定位置上安放一个base table指针，与base classes的大小或数目无关。第二个优点是，不需要改变class objects本身，就可以放大、缩小、或更改base class table.
   不管上述哪一种体制，"间接性"的级数都将因为继承的深度而增加，例如一个Rental_book需要两次间接存取才能够探取到继承自Library_materials的members，而Book只需要一次。如果在derived class内复制一个指针，指向继承串链中的每一个base class，倒是可以获得一个永远不变的存取时间。当然这必须付出代价，因为需要额外的空间来放置额外的指针。
   C++最初采用的继承模型并不运用任何间接性：base class subobject的data members被直接放置于derived class object中，这提供了对base class members最紧凑而且最有效率的存取。缺点是base clas members的任何改变，包括增减、移除或改变类型，都使得所有用到此base class或者其derived class的objects必须重新编译。
   自C++2.0起才新导入的virtual base class，需要一些间接的base class表现方法。virtual base class的原始模型是在class object中为一个有关联的virtual base class加上一个指针，其他演化出来的模型则若不是导入一个virtual base class table，就是扩充原已存在的virtual table，以便维护每一个virtual base class的位置。

对象模型如何影响程序 (How the Object Model Effects Programs)

这对程序带来什么意义呢？不同的对象模型会导致"现有的程序代码必须修改"以及"必须加入新的程序代码"两个结果。例如下面的这个函数，其中class X定义了一个copy constructor，一个virtual destructor和一个virtual function foo:

X foobar()
{
    X xx;
    X *px = new X;
    
    // foo()是一个virtual function
    xx.foo();
    px->foo();
    
    delete px;
    return xx;
}

这个函数有可能在内部被转化为：

// 可能的内部转换结果
// 虚拟C++码
void foobar(X &_result)
{
    // 构造 _result
    // _result 用来取代 local xx...
    _result.X::X();

    // 扩展 X *px = new X;
    px = _new(sizeof(X));
    if (px != 0)
        px->X::X();

    // 扩展xx.foo() 但不使用virtual机制
    // 以_result取代xx
    foo(&_result);

    // 使用virtual 机制扩展px->foo()
    (*px->vtbl[2])(px);

    // 扩展delete px;
    if (px != 0) {
        (*px->vtbl[1])(px);
        _delete(px);
    }

    // 不需使用named return statement
    // 不需要销毁local object xx
    return;
}

没有创建临时变量对象，也不需要销毁临时对象。

C++对象模型----关于对象

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原文地址：http://blog.csdn.net/yiranant/article/details/47109049

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