C++ - 对象模型之 构造和析构函数都干了什么

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我们知道，编译器背着我们做了很多其他的事情，这些事情最为复杂的就是构造函数、拷贝构造函数和析构函数。本部分主要分析，编译器给构造函数、析构函数等都增加了什么功能。

构造和析构函数

无继承

如C++代码：

class Toy{public:Toy(){};virtual ~Toy(){}private:virtual void play(){printf("play the toy\n");}};class Child{public:Child():Age(10),name("小明"){}virtual void who(){printf("I am child\n");}virtual ~Child(){}private:int Age;Toy toy;char* name;};int main(){Child child;}

可能会被转化为如下伪码：

Child::Child(){//设置vptrthis->__vptr_Child = __vtbl_Child;//初始化列表Age = 10;name = "小明";toy::Toy();}Child::~Child(){toy::~Toy();}int main(){Child child;child::Child();child::~Child();}

可见至少要做如下几件事情：

构造函数

1. 如果有虚函数，那么先设定vptr指向应该指向的vtbl；

2. 出现在初始化列表中的初始化操作会在构造函数中执行；

3. 如果member object有Default构造函数，即使没有出现在初始化列表中，也要在构造函数中调用该member的构造函数；

析构函数：

1. 如果member object有析构函数，那么要在析构函数中调用该member的析构函数进行析构；

继承

#include <stdio.h>#include <typeinfo.h>class GrandFather{public:GrandFather(){who();}virtual void who(){printf("I am GrandFather\n");}~GrandFather(){who();}void func(){}};class Father : public GrandFather{public:Father(){who();}~Father(){who();}};class Child : public Father{public:Child(){who();}virtual void who(){printf("I am child\n");}virtual ~Child(){who();}private:int Age;};int main(){Child child;}

伪码：

class GrandFather{public:GrandFather(){//设置vptrthis->__vptr = __vtbl_GrandFather;who();}virtual void who(){printf("I am GrandFather\n");}~GrandFather(){//设置vptrthis->__vptr = __vtbl_GrandFather;who();}};class Father : public GrandFather{public:Father(){GrandFather::GrandFather();//设置vptrthis->__vptr = __vtbl_Father;who();}~Father(){//设置vptrthis->__vptr = __vtbl_Father;who();GrandFather::~GrandFather();}};class Child : public Father{public:Child(){Father::Father();//设置vptrthis->__vptr = __vtbl_Child;who();}virtual void who(){printf("I am child\n");}virtual ~Child(){//设置vptrthis->__vptr = __vtbl_Child;who();Father::~Father();}private:int Age;};int main(){Child child;child::Child();}

结果：

I am GrandFather
I am GrandFather
I am child
I am child
I am GrandFather
I am GrandFather

分析：

1. 构造函数先调用base的构造函数，后设置其他变量，包括vptr；

2. 构造函数调用虚函数，会调用它的vptr设置的虚函数，也就是说vptr的该虚函数。该案例，在对象创建过程中，who()会依次调用GrandFather的who()，然后是Father的，由于Father没有重写who，所以调用的还是GrandFather的，最后到了child，调用的是child的who，也就是在创建过程中，对象的类型依次是GrandFather、Father、Child；

3. 析构函数，会首先设置vptr，最后，才调用base的析构函数。所以，在析构过程中，对象的类型，依次是Child、Father、GrandFather；

赋值操作

还记得复制构造函数的bitwise copy吗？赋值操作也有bitwise copy，只要不满足下面的四种情况，对象赋值时，就采用bitwise copy：

1. 内有member object，并且该member class定义了copy assignment operator；

试想，如果我们还是使用bitwise copy，那么该member的copy assignment operator将不会被调用。

2. base class有copy assignment operator

3. 声明了任何的virtual functions

如果一个无继承的类，有virtual functions，是否也不满足bitwise copy呢？我认为，这个时候应该可以进行bitwise copy

4. 继承一个virtual base class