深度探索C++对象模型(一):关于对象
现用C++对象模型
在c++中,有两种类数据成员:static 和 nonstatic;三种类函数成员:static、nonstatic、virtual。
函数都放到代码区,而static成员都放到静态区,因此
c++对象的大小由 nonstatic类数据成员、内存填充和virtual指针决定,其中virtual指针来源于:
- virtual function:用以实现动态多态,支持一个有效率的 "执行期绑定"
- virtual base class:用以解决多重继承中的内存问题
c++对象模型如下:
注意:
- 虚函数表的第一个slot并不是类虚函数地址,而是类的类型信息(用以支持RTTI)。
- vptr的初始化由编译器在construct中初始化
- vptr的放置顺序C++ standard并未做出规定,但一般放在对象的头部或者尾部(最常见的是放头部);对象中的数据成员按照其申明顺序放置。
编译器程序转换
px->foo(); // 假如foo()是虚函数// 编译器转换后px->_vtbl[2]; // 虚函数表其实就是个指针数组
对象模型为:
指针类型
指针类型本质
以上三个指针,本身没啥区别,都是占据4字节(32位机器)的地址值,其类型主要体现在其 所指object类型上,指针类型会教导编译器如何解释某个特定地址中"内容及空间大小"
给出ZooAnimal的类声明:
pza指针类型为 ZooAnimal,就可以知道其所指对象的大小为(4+8+4),内容如下:
而void* 指针,只能得到一个空间的起始地址,而空间大小和空间内容都不得而知,所以无法操作object。空间大小和内容是和类型绑定的,所以在进行cast类型转换时,其实就是在对象空间起始地址不变的情况下,更改其内容和大小。
指针类型在本书后面的讲解中,是十分重要的一个概念。
指针类型和多态的关系
定义一个Bear类继承ZooAnimal类
其可能的内存布局如下:
可以看出,指针的值相同,但由于类型不同,其所指的子类对象涵盖的空间比父类对象更大。
因此,不能让一个子类类型的指针指向一个父类对象,不然就会非法访问到超出父类对象的空间,引起安全问题。
但父类类型的指针指向子类对象是常见的(多态)
另外,下面这种写法也是可行的,会将子类的空间切割复制到父类空间中:
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