深度探索C++对象模型 关于对象的笔记

简单对象模型(Simple Object Model)   

    三个data members直接包含在每一个class object之中，就像C struct的情况一样。而member function 虽然含在class的声明之内，却不出现在object之中。每一个non-inline member function只会诞生一个函数实体。至于每一个“拥有零个或一个定义”的inline function则会在其每一个使用者（模块）身上产生一个函数实体。你即将看到：C++在布局以及存取时间上主要的额外负担是由virtual引起。包括：

    virtual function: 用以支持一个有效率的“执行其绑定”。

     virtual base class: 用以实现“多次出现在继承体系中的base class,有一个单一而被共享的实体。  

    实际上，类中的成员函数并不存放在”类的对象“中，而只有”指向成员函数的指针“才放在对象中。这么做可以避免“members有不同的类型，因而需要不同的存储空间”所导致的问题。

表格驱动对象模型(A Table-driven Object Model) 

    这种模型把所有与成员函数相关的信息抽取出来，放在一个data member table和一个member function table之中，类本身只包含指向这两个表格的指针。 

    虽然这个模型也没有实际应用于真正的C++编译器身上，但member function table 这个观念却成为支持virtual functions的一个有效方案。

C++对象模型(The C++ Object Model)

    在这个模型中，数据成员被放置在每一个”类的实例“之中。而静态数据成员则被存放在所有的”类的实例“之外。静态和非静态的成员函数也被放在所有的”类的实例“之外。虚拟函数则以两个步骤支持之：

    一：每一个class产生一堆指向virtual functions的指针，放在表格之中。这个表格被称为virtual table(vtbl)。

    二：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的设定和重置都有每一个class的construction, destruction 和 copy assignment 运算符自动完成。每一个class所关联的type_info object(用以支持runtime type identification, RTTI)也经由virtual table被指出来。通常是放在表格的第一个slot处。

 

    一个派生类如何在本质上模塑其基类呢？在“简单对象模型”中，每一个基类可以被派生类对象的一个slot指出，该slot包含基类子对象的地址。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，优点则是类对象的大小不会因为基类的改变而受影响。

    “指针类型”会教导编译器如何解释某个特定地址中的内存内容及其大小。

    但是一个void*的指针，将涵盖怎样的地址呢？我们不知道！所以，我们不能够通过一个类型为void*的指针访问数据。所以，转型（cast）其实是一个编译器指令。大部分情况下它并不改变一个指针所含的真正地址，它只影响“被指出之内存的大小和其内容”的解释方式。

    C++通过指针和引用来支持多态。这是因为它们并不引发内存中任何“与类型有关的内存委托操作”；会受到改变的只是它们所指向内存的“大小和内容解释方式”而已。如果是对象的话，派生类赋值给基类，则派生类的东西将会被切割，只保留与基类相关的东西。