深度探索c++对象模型之类对象数组的黑盒

      还是以前的Point类，如果我们用Point声明了一个数组，比如【Point p[10];】，在编译器层面会发生什么呢？这要分为两种情况，首先，如果我们在定义Point类时，既没有定义一个constructor，也没有定义一个destructor，那么建立Point类对象的数组和建立一个int类型的数组并没有什么本质区别，只要开辟出10个连续的内存能储存这些Point元素就可以了；但是，如果Point类确实定义了constructor或destructor呢？那么这些构造器或析构器一定要轮流初始化或析构掉每个元素，这些动作，一般要通过runtime library里一个叫vec_new()的函数完成，而在最近的编译器中，如borland、microsoft、sun，干脆直接提供两个孪生函数，一个用来处理没有virtual base class的类，一个用来处理内带virtual base class的类，后者的函数名字叫vec_vnew()。现在，让我们来回头看一下所谓的vec_new()函数长什么样子：

void* vec_new(void* array,      //传递进来的数组首地址size_t elem_size, //数组中每个类对象的大小int elem_count,   //对象中的元素个数void (*constructor)(void*),//请注意！这是编译器的特权！对于我们用户而言void (*destructor)(void*,char) //依然不可以取得构造器或析构器的函数地址！){...}

其中参数列表中的最后两个两个参数，是这个类中的default constructor和default destructor的函数指针。参数array的值要么是具名数组【本例中是p】的地址，要么是NULL【0】，如果是NULL，那么编译器会使用new运算符，将数组内存开辟在堆中【heap】。所以，像我们文章开始处的代码，可能被编译器扩展为下列形式：

Point p[10];vec_new(&p, sizeof(Point), 10, & Point::Point, 0);

      对于支持exception handling的编译器而言，destructor的提供也是必要的，这样当p数组的生命期结束时，就可以调用一个相似的vec_delete()函数，其函数类型也和vec_new()差不多【少了第四个参数】：

void * vec_delete(void *array,size_t elem_size,int elem_count,void (*destructor)(void *,char)){...}

在vec_delete()中，Point类的析构器会轮番作用于每个数组元素之上。

      下面，让我们来改一下文章开始处的代码：

Point p[10] ={Point(),Point(1, 2, 3),-1};

编译器会怎么应付它们呢？首先，编译器会将它们划分为两个部分，一部分是明显获得初值的对象元素，也就是赋值列表中啊前三个，它们将不再需要vec_new()；而对于那些没有得到明显初值的元素，则会依旧调用vec_new()，所以，上面的代码经过编译器处理之后：

Point p[10];//明确初始化前三个Point::Point(&p[0]);//其中的&p[0]就是this指针Point::Point(&p[1], 1, 2, 3);Point::Point(&p[2],-1, 0, 0);//然后再调用vec_new初始化后面七个vec_new(&p+3, sizeof(Point), 7, &Point::Point, 0);

      如今走到这里，一切看起来都是那么合情合理。然而在这风平浪静的水面之下，却潜藏这一股难以察觉的暗流。如果您是第一次读此类文章，相信您会和我一样还一脸懵逼。现在，是时候揭开暗流的面纱了，首先我们回顾一下Point类，让我们假设一下，如果Point类的默认构造参数，是要传递默认参数的，比如定义成【Point(int x=0, int y=0)】，那么在我们上面的扩展代码中，是经由一个函数指针调用构造器的，既然是经由函数指针，那如何把这些参数传递过去呢？

      先来看看作者怎么说：经由一个函数指针来激活【startup】constructor，是无法存取default argument values的，接下来是一句【This has always resulted in less that first class handling of the initialization of an array of class objects】。。。首先我们要明白，在C++中，分为第一级类和第二级类，比如int、char等内建类型，它们都能可以在程序运行时创建、可以作为返回值、可以传递、可以赋值等等，所以它们是第一级类【first class】；而像函数这种东西，它就不可以在程序运行时创建，所以它属于第二级类。那么我们用户自己的自定义类类型呢？比如我们的Point，它们也应该被当作first class【第一级类】，也应该和int一样拥有同等地位。所以那句英语的意思【表达意思，非翻译意思】就是：使用函数指针间接调用constructor，却无法传递默认参数【如果有的话】，这种现象不符合自定义类类型作为first class的身份！比如我们可以写【int a[10];】，却不能写【Point p[10];】！可Point与int，是属于同一级别的啊，既然支持了int，要是不支持Point，那多尴尬啊。

      然而这种尴尬的现象（写【Point p[10];】编译不通过）最多只存活到了cfront1.0版本，在这之后的版本里，先是修改了C++的库，后来干脆直接修改了语言本身，大概的策略类似于嵌套调用，cfront内部产生一个stub constructor，然后在这个函数内部再调用用户的有参constructor：

Point::Point() //这个是cfront产生的stub constructor{Point(0, 0); //然后在这里调用程序员自己的constructor，并将参数值明确传递过去，由于constructor地址已取，所以不能做成inline}

当然，上面的stub版本，只有当Point object数组真正产生出来时，它才会产生和调用。