C++【对象模型】| 【01】关于对象

文章目录

• 1、class加上封装后的布局成本
• 2、C++对象模式
• • 2.1 简单对象模型
  • 2.2 表格驱动对象模型
  • 2.3 C++对象模型
  • 2.4 对象模型如何影响程序
  • 2.5 struct与class的差异
  • 2.6 面向对象模型中的多态

1、class加上封装后的布局成本

C++在布局或存取时间上的额外负担是由virtual引起的；
	- 虚函数机制，支持一个有效率的执行期绑定；
	- 虚基类，有一个单一而被共享的实例；
当然继承也会给该子类增加额外负担；

2、C++对象模式

在class中分为：
数据成员：静态、非静态；
成员函数：静态、非静态、虚；

2.1 简单对象模型

每一个成员（数据、函数）都有自己的一个slot，且按照声明顺序；
slot中存放指向成员的指针，避免不同类型，需要不同的空间；
slot是根据索引值来寻址，找到相应的成员；

2.2 表格驱动对象模型

与上一个模型不同的是，它将数据成员和函数成员分开存储；
类中至存放两个table，分别指向数据和函数表；
	数据中存储数据本身，而函数表中则存放其指针；

2.3 C++对象模型

该模型有简单模型派生而来，对内存空间和存取时间做了优化；
非静态数据存储在class内部，其余都放置在class之外；
支持虚函数：
- 每个class都有一个vptr指向虚函数表，vptr的设定和重置由class的构造、析构、拷贝赋值自动完成，一般在第一个slot；
- 虚函数表中存放虚函数指针；
缺点：当非静态数据有修改时，程序需要重新编译；
在该模型下继承基类的大小和个数，不会影响子类；只需生成一个指针放在类中即可；
	- 该方法不会给子类造成空间上的负担，但会导致在间接性存取上有了额外负担；

2.4 对象模型如何影响程序

class X{
public:
    X(){}       
    virtual void foo();
    ~X() {}
};

X foobar() {    // void foobar(X &_result)
    X xx;       // _result.X::X();
    X *px = new X;  // px = _new(sizeof(X)); if(px != 0) px->X::X();

    xx.foo();   // 不使用virtual机制 foo(&_result);
    px->foo();  // 使用virtual机制 (*px->vtbl[2])(px)

    delete px;  // (*px->vtbl[1])(px) 析构
    return xx;
}

2.5 struct与class的差异

可以使用struct代替class，class默认为private，struct默认为public
如果一个类中的部分数据较为复杂，可以将其独立出来声明为struct，在利用组合的形式进行使用；

struct C_point{};

class Point {

public:
    C_point cPoint;
};

2.6 面向对象模型中的多态

C++【对象模型】| 虚函数表 & 多态如何调用虚函数

只有通过pointer或reference的间接处理，才支持多态性质；
【指针类型】：转换，它并不改变一个指针所含的真正地址，只影响被指出内存的大小和内容；

class ZooAnimal {
public:
    ZooAnimal();
    virtual ~ZooAnimal();
    virtual void rotate();

protected:
    int loc;
    string name;
};

class Bear : public ZooAnimal {
public:
    Bear();
    ~Bear();
    void rotate();
    virtual void dance();

protected:
    enum Dances{};
    Dances dances_known;
    int cell_block;
};

void test() {
	Bear b;
	ZooAnimal *pz = &b;
	Bear *pb = &b;
}
上述代码中pd涵盖Bear整个obj，pz指向涵盖Bear中的ZooAnimal；
当然你不能使用pz来调用Bear的任何成员，如果要则将其转型dynamic_cast(pz)；