C 函式編譯原理和成員函式的實現

物件的記憶體中只保留了成員變數，除此之外沒有任何其他資訊，程式執行時不知道 stu 的型別為 student，也不知道它還有四個成員函式 setname()、setage()、setscore()、show()，c++ 究竟是如何通過物件呼叫成員函式的呢？

c++和c語言的編譯方式不同。c語言中的函式在編譯時名字不變，或者只是簡單的加乙個下劃線_（不同的編譯器有不同的實現），例如，func() 編譯後為 func() 或 _func()。

而c++中的函式在編譯時會根據它所在的命名空間、它所屬的類、以及它的引數列表（也叫引數簽名）等資訊進行重新命名，形成乙個新的函式名。這個新的函式名只有編譯器知道，對使用者是不可見的。對函式重新命名的過程叫做名字編碼（name mangling），是通過一種特殊的演算法來實現的。

name mangling 的演算法是可逆的，既可以通過現有函式名計算出新函式名，也可以通過新函式名逆向推演出原有函式名。name mangling 可以確保新函式名的唯一性，只要函式所在的命名空間、所屬的類、包含的引數列表等有乙個不同，最後產生的新函式名也不同。

#include using namespace std;
void display();
void display(int);
namespace ns 
class demo ;
int main()

該例中宣告了四個同名函式，包括兩個具有過載關係的全域性函式，乙個位於命名空間 ns 下的函式，以及乙個屬於類 demo 的函式。它們都是只宣告而未定義的函式。

在 vs 下編譯源**可以看到類似下面的錯誤資訊：

小括號中就是經 name mangling 產生的新函式名，它們都以?開始，以區別c語言中的_。

__cdecl，__thiscall是函式呼叫約定，也就是告訴編譯器用於建棧，引數壓棧以及獲得返回值的規則。

有興趣的請看：

成員變數：c++會將class中的成員變數提取出來放在棧區的乙個同名的struct裡面，與struct有相同的記憶體布局和位元組對齊方式。

關於記憶體對齊，有興趣的可以點這裡：

成員函式：將成員函式提取出來放在**區，編譯成員函式時要額外新增乙個引數，把當前物件的指標傳遞進去，通過指標來訪問成員變數。

靜態成員函式：將靜態成員函式放在全域性靜態區。

下圖是c++內部編譯實現：

從上圖可以看出，成員函式最終被編譯成與物件無關的全域性函式。

如果成員函式中使用到了成員變數該怎麼辦呢？成員變數的作用域不是全域性，不經任何處理就無法在函式內部訪問。

c++規定，編譯成員函式時要額外新增乙個引數，把當前物件的指標傳遞進去，通過指標來訪問成員變數。

假設 demo 類有兩個 int 型的成員變數，分別是 a 和 b，並且在成員函式 display() 中使用到了，如下所示：

void demo::display()

那麼編譯後的**類似於：

void new_function_name(demo * const p)

使用obj.display()呼叫函式時，也會被編譯成類似下面的形式：

// obj.display()
new_function_name(&obj);

這樣通過傳遞物件指標就完成了成員函式和成員變數的關聯。這與我們從表明上看到的剛好相反，通過物件呼叫成員函式時，不是通過物件找函式，而是通過函式找物件。編譯器通過指標來訪問成員變數，指標指向哪個物件就使用哪個物件的資料；編譯器通過指標的型別來訪問成員函式，指標屬於哪個類的型別就使用哪個類的函式。最後需要提醒的是，demo * const p中的 const 表示指標不能被修改，p 只能指向當前物件，不能指向其他物件。

關於c++中更多const的用法，請看：

C 函式編譯原理和成員函式的實現

C 之類的成員函式的原理

C 反射類和成員函式的實現

c 成員函式和全域性函式的區分

C 函式編譯原理和成員函式的實現

C 之類的成員函式的原理

C 反射類和成員函式的實現

c 成員函式和全域性函式的區分

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