淺度探索C++對(duì)象模型PPT

淺度探索C+對(duì)象模型,CodingGroup張文斌2010-11-21,1,2020/4/26,主要內(nèi)容,簡介單個(gè)類單一繼承多重繼承虛擬繼承,2,2020/4/26,參考文獻(xiàn),深度探索C+對(duì)象模型StanleyB.LippmanC+對(duì)象的內(nèi)存布局陳皓C+對(duì)象模型學(xué)習(xí)筆記鐘聲C+對(duì)象的實(shí)現(xiàn)技術(shù)劉斌武,3,2020/4/26,C+簡史,在20世紀(jì)80年代初期發(fā)明，C+是由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的BjarneStroustrup博士發(fā)明，在C語言的基礎(chǔ)上，借鑒了Simula語言中面向?qū)ο蟮奶卣?998年國際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）頒布了C+的國際標(biāo)準(zhǔn)，通常稱作ANSI/ISOC+下一次標(biāo)準(zhǔn)更新原定是在2009年，一般稱該標(biāo)準(zhǔn)C+0X，但是由于對(duì)新特性的爭端激烈，完整的標(biāo)準(zhǔn)還遙遙無期由于C+語言過于復(fù)雜，以及經(jīng)歷了長年的演變，直到現(xiàn)在（2010年）都沒有一個(gè)編譯器完全符合標(biāo)準(zhǔn)目前最接近C+標(biāo)準(zhǔn)的編譯器有GNUGCC4.5.0和VisualStudio2010等,4,2020/4/26,為什么探索C+對(duì)象模型,滿足對(duì)C+底層實(shí)現(xiàn)機(jī)制的好奇更好地使用C+找工作,5,2020/4/26,各種問題,virtual有哪些用法？虛函數(shù)是怎么實(shí)現(xiàn)的？某個(gè)類對(duì)象占有多大存儲(chǔ)空間？.,6,2020/4/26,面向?qū)ο蟮奶卣?抽象性,抽象性是將具有一定關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(屬性)和行為(操作)的對(duì)象抽象成類，隱藏對(duì)象的屬性和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，僅對(duì)外公開接口,7,2020/4/26,面向?qū)ο蟮奶卣?繼承性,繼承性是子類自動(dòng)共享父類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法的機(jī)制,8,2020/4/26,面向?qū)ο蟮奶卣?多態(tài)性,表現(xiàn)在繼承中方法的重寫(overwrite)多個(gè)子類從同一父類繼承而來，每個(gè)子類可以重寫父類的某個(gè)方法被重寫的方法在不同的子類中有不同的形式例：動(dòng)物會(huì)叫，因此人、貓、狗都會(huì)叫，但叫的方法不同表現(xiàn)在一個(gè)類中方法的重載(override/overload)一個(gè)類有多個(gè)同名的方法，但這些方法的參數(shù)個(gè)數(shù)或類型不一樣例：人吃不同的東西采用不同的形式,9,2020/4/26,實(shí)驗(yàn)環(huán)境,VisualStudio2008MinGWDeveloperStudio2.05gcc3.3.1,10,2020/4/26,代碼示例,問題：sizeof(Base)是多少？,11,2020/4/26,內(nèi)存布局,static成員獨(dú)立于對(duì)象非static數(shù)據(jù)成員存放在每個(gè)對(duì)象中static數(shù)據(jù)成員存放在對(duì)象之外所有的成員函數(shù)存放在對(duì)象之外對(duì)虛函數(shù)的支持每一個(gè)類維護(hù)一個(gè)虛函數(shù)表(vtbl)，其中存放指向虛函數(shù)的指針類的每一個(gè)對(duì)象維護(hù)一個(gè)指向vtbl的指針vptr，可以通過vptr調(diào)用虛函數(shù),12,2020/4/26,內(nèi)存布局示例,Base:Base(),staticintBase:getCount(),staticintBase:count,Base:show(),vtbl,sizeof(Base)=12,13,2020/4/26,指向數(shù)據(jù)成員的指針,static數(shù)據(jù)成員的地址&Point:count與&point.count等價(jià)都指向內(nèi)存中的實(shí)際地址nonstatic數(shù)據(jù)成員的的地址取一個(gè)nonstatic數(shù)據(jù)成員的地址，得到它在類中的偏移量，它們必須與具體的對(duì)象綁定才能取具體的值intPoint:*px=&Point:x取一個(gè)綁定于對(duì)象身上的nonstatic數(shù)據(jù)成員的地址將得到內(nèi)存中該變量的實(shí)際地址int*p=&point.x,14,2020/4/26,Nonstatic成員函數(shù)的處理,nonstatic函數(shù)必須和具體的對(duì)象綁定后才能使用，經(jīng)過編譯器的轉(zhuǎn)換后，它和非成員函數(shù)沒有分別轉(zhuǎn)換過程如下在參數(shù)列表中安插一個(gè)額外的參數(shù)this指針將函數(shù)體內(nèi)對(duì)每一個(gè)nonstatic數(shù)據(jù)成員的存取操作轉(zhuǎn)換為經(jīng)由this指針來存取經(jīng)過namemangling處理后，將該成員函數(shù)轉(zhuǎn)換為一個(gè)外部函數(shù),15,2020/4/26,VS2008Mangling實(shí)例,16,2020/4/26,Static成員函數(shù),靜態(tài)成員函數(shù)沒有this指針，它不需要通過一個(gè)對(duì)象來調(diào)用不能夠直接存取其類中的nonstatic成員不能夠聲明為const,virtual不需要經(jīng)由類對(duì)象來調(diào)用,17,2020/4/26,虛函數(shù)的使用,必須使用引用或指針調(diào)用虛函數(shù)，才能表現(xiàn)出多態(tài)用派生類對(duì)象直接對(duì)基類對(duì)象進(jìn)行初始化或賦值將發(fā)生切割,charc,vptr,charc,vptr,intx,Base:f(),Derive:f(),18,2020/4/26,單個(gè)類,class對(duì)于數(shù)據(jù)的封裝不需要額外的開銷,19,2020/4/26,單一繼承,類似單個(gè)類,Parent,Child,GrandChild,20,2020/4/26,帶虛函數(shù)的單一繼承,21,2020/4/26,帶虛函數(shù)的單一繼承,ParentChild,22,2020/4/26,帶虛函數(shù)的單一繼承,GrandChild,23,2020/4/26,多重繼承,多重繼承是C+的一項(xiàng)備受爭議的面向?qū)ο蟮慕Ｄ芰Γ驗(yàn)樗鼤?huì)引入很多復(fù)雜性Java語言便沒有這種特性,24,2020/4/26,25,2020/4/26,多重繼承,26,2020/4/26,27,2020/4/26,虛擬繼承,虛擬繼承用來解決多重繼承時(shí)可能會(huì)重復(fù)繼承多個(gè)間接父類的問題,28,2020/4/26,29,2020/4/26,MinG