深度探索C++对象模型

KDMY

2023 年 08 月 28 日

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笔记

# 对象布局

## 阅前理解：

### 析构函数

#### 什么是析构函数：

析构函数(destructor) 与[构造函数](https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-constructor-destructor.html)相反，当对象结束其生命周期，如对象所在的函数已调用完毕时，系统自动执行析构函数。析构函数往往用来做“清理善后” 的工作

#### 声明：

析构函数是具有与类相同的名称但前面是波形符 (`~`) 的函数

#### 要点：

- 不接受参数
- 不要（或void）返回值
- 不可以声明为**`const`**、**`volatile`**或 **`static`**，但是，可以为声明为 **`const`**、**`volatile`** 或 **`static`** 的对象的析构调用它们。
- 可以声明为 **`virtual`**。 使用虚拟析构函数，可以在不知道对象类型的情况下销毁对象 - 使用虚拟函数机制调用对象的正确析构函数。 还可以将析构函数声明为抽象类的纯虚拟函数。

### 虚函数

#### 什么是虚函数：

虚函数的主要目的是实现`多态（polymorphism）`，虚函数是一种由virtual关键字修饰的一种类内函数，可分为虚函数和纯虚函数。

#### 声明：

关键字：`virtual`

#### 要点：

多态，可扩展性，代码重用

### 静态成员变量

#### 什么是静态成员变量：

不管这个类创建了多少个对象，静态成员只有一个拷贝，这个拷贝被所有属于这个类的对象共享。

#### 声明：

`static`关键字来把类成员定义为静态

#### 要点：

静态变量，是在编译阶段就分配空间，对象还没有创建时，就已经分配空间。
静态成员变量必须在类中声明，在类外定义。
静态数据成员不属于某个对象，在为对象分配空间中不包括静态成员所占空间。

# 简单对象模型

第一个模型十分简单，尽可能减低C++编译器的设计复杂度而开发的，相对的赔上的则是空间和执行效率。在这个简单模型中，一个object是一系列的slots（插槽），每个slots指向一个members。Members按其声明顺序，各被指定一个slots。每一个data/function members都有一个slots。

在这个模型下，object存放的是“指向member的指针”，可以避免“members”有不同的类型导致需要不同的储存空间。Object中的members是以slot的索引值来寻址的。

计算class object的大小：指针大小 乘以 class中所声明的members的个数。

这个模型并没有被应用于实际产品上，不过关于索引或slot个数的观念被应用到C++的“指向成员的指针”

# 表格驱动对象模型

这一种对象模型是把所有与members相关的信息抽出来，放在一个data member table和一个member function table之中，class object本身则包含指向这两个表格的指针。Members function table是一系列的slots，每一个slot指出一个member function；Data member table则直接持有data本身。

最后修改：2023 年 11 月 11 日