C 記憶體中的封裝 繼承 多型（上）

此篇我們從c++物件記憶體布局和構造過程來具體分析c++中的封裝、繼承、多型。

一、封裝模型的記憶體布局

常見類物件的成員可能包含以下元素：內建型別、指標、引用、組合物件、虛函式。

另乙個角度的分類：

資料成員:靜態、非靜態

成員函式:靜態、非靜態、虛函式

1.僅包含內建型別的場合：

class

t;

2.包含指標和引用的場合:

class

t;

在類中宣告可以測出固定位元組大小，所以也是占用固定的位元組大小。

3.包含組合物件的場合：

classq;

class
t;

結論：（顯而易見就不解釋了）

類物件最終被解釋成內建型別，布局依然按照宣告的順序，並且物件布局在記憶體中依然是連續的

4.在3的場合新增虛函式的場合

class

q    
inta;
intb;
};class
t    
intdata1;
q        q;
double
data2;
};

通過程式輸出看一下

typedef void (*pf)();

intmain()

推理證明：

1.取t的位址強轉成(int*)型別輸出以後得到的位址 == 取t的vfptr的位址(除錯視窗第一行):虛函式指標被放在物件布局的首位址位置

2.因為(int*)&t == vfptr,那麼*vfptr得到的是虛函式表的首位址。

(int*)*vfptr,把虛函式表的首位址強轉成(int*)的位址 == t物件的__vftable的虛函式表的位址(除錯視窗第四行行)：虛函式指標指向虛函式表

3.vftable的首位址到vftable的第乙個函式的位址中間相差很多空間:虛函式表還承擔了虛函式以外的內容

什麼內容也會放在虛函式表中呢？

結論：

在包含虛函式的場合多了乙個vfptr,它是乙個const指標,位於類布局中的首位置，指向了虛函式表，虛函式表包含了虛函式位址，通過虛函式位址訪問虛函式。

並且虛函式表的首位址存在了本類的型別資訊，用於實現rtti。

5.包含了static的場合

static的特性眾所周知，從除錯視窗觀察變數並不能得出什麼結論，我們先列出幾條特性：

1.static成員為整個類共有的屬性

2.static函式不包含this指標

3.static成員不能訪問nonstatic成員

初步結論：

記憶體物件模型中對static作了隔離處理(不是所有物件具有的)，static自己獨霸一方。

通過以上5條現在來構建c++的封裝模型：

有關普通的成員函式

所謂類，就是自己圈定了乙個網域名稱，所以在記憶體中的**區也圈定了自己的域，普通的成員函式放在那裡。

有關靜態成員函式

在**區中圈定的類網域名稱中的圈定乙個static區域，思路依然是獨霸一方。

有關建構函式

由於建構函式的特殊性，所以在**區擁有乙個自己的構造**區域。

現在又有了乙個更完整的模型：

假定讀者已經了解堆/棧/靜態區和常量區/**區

根據上圖我們得到一些結論

1.類最終被解釋內建型別（內建型別過了編譯期以後，都不復存在，只是編譯期的解讀方式而已）

2.內建型別按照宣告的次序順序儲存

3.存在虛函式的場合，會生成vfptr,並且vfptr->vtable->function()

4.靜態成員被單獨對待、資料只有乙份拷貝，函式被放到static區域。

5.type infomation被放到vftable中

二、封裝模型的構造過程

1.靜態是編譯期決定的，所有物件共有的資料拷貝，優先建立。

2.進入建構函式,優先建立vfptr和vftable，也就是優先構造虛函式部分

3.其次按照宣告的順序構造資料成員。

我們可以使用逗號表示式來幹一些有意思的事情。

事先我們需要定義

typedef void (*pf)();

pf pf = null;

class

q//組合物件的初始化順序,注意初始化列表寫的順序是和宣告的順序相反的
virtual
void fun()
inta;
intb;
};class
t//data2的構造使用了簡單的逗號表示式
//data1的初始化巢狀了一層逗號表示式,結構其實是data1((為函式指標pf賦值, 呼叫pf), 列印data1構造中, 數值)
virtual
void fun()
intdata1;
q        q;
double
data2;
static
intsdata1;
};int t::sdata1 = (cout<
sdata1 constructing\n
", 10);//用來指定靜態變數的初始化順序

靜態--虛函式表--宣告次序初始化。

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