文章目錄
- C++面向?qū)ο缶幊蹋ㄏ拢?/li>
- 11. vtpr（virtual pointer）和vtbl（virtual table）
- 1. 前提須知
- 2. 靜態(tài)綁定和動態(tài)綁定
- 3. vtpr和vtbl
- 4. 多態(tài)
- 5. 圖示一
- 6. 圖示二
- 7. template method補(bǔ)充
- 12. const member functions（常量成員函數(shù)）
- 1. 形式（const加的位置）：
- 2. member functions 與 object 的規(guī)則
- 3. const member functions 和 non-const member functions 的特殊規(guī)則
- 13. 重載operator new、delete、 new[]、delete[]
- 1. 知識回顧
- 2. 重載 ::operator new、new[] 和 ::operator delete、delete[]
- 3. 重載 member operator new 和 member operator delete
- 4. 重載 member operator new[] 和 member operator delete[]
- 5. operator new、delete、 new[]、delete[] 使用示范
- 1. member operator new、delete、 new[]、delete[]重載寫法
- 2. member operator new、delete、 new[]、delete[]調(diào)用過程
- 3. 顯式調(diào)用global operator new、delete、 new[]、delete[]過程
- 14. 重載member operator new(...) 、 delete(...)
- 1. new(...) 、delete(...)和new、delete的區(qū)別
- 2. member operator new(...)
- 3. member operator delete(...)
- 4. member operator new(...)、delete(...)重載書寫和使用
- 5. 標(biāo)準(zhǔn)庫string重載placement new
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11. vtpr（virtual pointer）和vtbl（virtual table）
1. 前提須知
- 實(shí)例對象在內(nèi)存的表現(xiàn)：
- 函數(shù)在內(nèi)存中的位置，與實(shí)例對象占用的內(nèi)存沒有關(guān)系；
- 對于一個類的多個對象，函數(shù)在內(nèi)存中也只會有一份；
- 實(shí)例對象占用的內(nèi)存，只會包含對象的數(shù)據(jù)；如果有虛函數(shù)，還會包含一個虛指針；【無論有多少個虛函數(shù)，都只會多占用一個指針的空間；】
- 繼承：
- 對于父類中的函數(shù)，子類只是繼承了函數(shù)的調(diào)用權(quán)，不會為子類在內(nèi)存中另外生成一份函數(shù)【因?yàn)楹瘮?shù)始終只在內(nèi)存占一份】；
- 如果父類有虛函數(shù)，那么子類也一定有虛函數(shù)（繼承）；
- 雖然父類和子類中的非虛函數(shù)和數(shù)據(jù)，命名可以重復(fù)（因?yàn)槎邲]有什么關(guān)系），但這樣的命名風(fēng)格不好。
2. 靜態(tài)綁定和動態(tài)綁定
- 類型：
- 靜態(tài)類型：對象在聲明時采用的類型，在編譯期既已確定；
- 動態(tài)類型：通常是指一個指針或引用目前所指對象的類型，是在運(yùn)行期決定的；
- 綁定(Binding)：是指將變量和函數(shù)名轉(zhuǎn)換為地址的過程。
- 靜態(tài)綁定：綁定的是靜態(tài)類型，所對應(yīng)的函數(shù)或?qū)傩砸蕾囉趯ο蟮撵o態(tài)類型，發(fā)生在編譯期；
- 意味著綁定的函數(shù)或者變量，已經(jīng)在編譯階段，該語句已經(jīng)被編譯成“call 函數(shù)地址”或"callq 函數(shù)地址"這樣的匯編指令格式，并且這些匯編指令中的函數(shù)地址在程序編譯后是固定不變的，請記住，所有函數(shù)都有唯一的地址。
- 動態(tài)綁定：綁定的是動態(tài)類型，所對應(yīng)的函數(shù)或?qū)傩砸蕾囉趯ο蟮膭討B(tài)類型，發(fā)生在運(yùn)行期；
- 只有虛函數(shù)才使用的是動態(tài)綁定（實(shí)現(xiàn)多態(tài)），其他的全部是靜態(tài)綁定；
- 編譯器使用動態(tài)綁定的三個條件：
- 通過指針 / 引用調(diào)用函數(shù)；
- 指針是向上轉(zhuǎn)型后的指針（this指的是子類對象，符合向上轉(zhuǎn)型）；【即父類指針指向子類對象】
- 指針調(diào)用的是虛函數(shù)。
- 簡單一句話：
使用基類的引用（指針）調(diào)用虛函數(shù)
3. vtpr和vtbl
vtpr（虛指針）：
- 對于有virtual函數(shù)的類，它的實(shí)例化對象在內(nèi)存空間中除了包含數(shù)據(jù)的大小，還會多出一個指針（4個字節(jié)）的大小，同時會放在內(nèi)存中最開始的位置，這個指針就是vptr（虛指針），它指向了vtbl（虛函數(shù)表），即 vptr內(nèi)容 vtbl的地址。
vtbl（虛函數(shù)表）：
- vtbl 內(nèi)容：保存了一個類持有的虛函數(shù)的地址；
- 建兩個A對象，發(fā)現(xiàn)他們的虛函數(shù)指針相同，這說明他們的虛函數(shù)表屬于類，不屬于對象。所以虛函數(shù)表應(yīng)該存在共有區(qū)；
- 位置：虛函數(shù)表放在了全局?jǐn)?shù)據(jù)段。
查找過程：
- 在編譯時，編譯器會為【整個繼承關(guān)系中的每個虛函數(shù)】進(jìn)行順序編號，按照這個編號順序，在vtbl中放置虛函數(shù)地址；
- 調(diào)用一個實(shí)例化對象的虛函數(shù)過程：
- 先找到vtptr（在實(shí)例化對象所在內(nèi)存的開頭位置）；
- 通過vtptr內(nèi)容，找到vtbl；
- 從vtbl找到對應(yīng)虛函數(shù)的地址，把它當(dāng)成函數(shù)指針去調(diào)用；
- 函數(shù)指針調(diào)用的方式：后面的§，是傳遞隱藏參數(shù)this pointer；
4. 多態(tài)
- 多態(tài)和動態(tài)綁定是一回事（涉及虛函數(shù)、虛函數(shù)指針、虛函數(shù)表）
5. 圖示一
- 圖中有A、B、C三個對象：
- 對象關(guān)系：
- 對象內(nèi)容：
- A對象：2個虛函數(shù)，2個非虛函數(shù)，2個int數(shù)據(jù)；
- B對象：
- 自身的內(nèi)容：1個非虛函數(shù)，1個int；
- 繼承的內(nèi)容：繼承了A的2個虛函數(shù)，但自己重新定義了其中一個；繼承了A的2個非虛函數(shù)；繼承了A的兩個int數(shù)據(jù)；
- 總內(nèi)容：2個虛函數(shù)（其中一個自定義），3個非虛函數(shù)，3個int數(shù)據(jù)；
- C對象：
- 自身的內(nèi)容：1個非虛函數(shù)，2個int；
- 繼承的內(nèi)容：繼承了B的2個虛函數(shù)，但自己重新定義了其中一個；繼承了B的3個非虛函數(shù)；繼承了B的3個int數(shù)據(jù)；
- 總內(nèi)容：：2個虛函數(shù)（其中一個自定義），4個非虛函數(shù)，5個int數(shù)據(jù)；
- 三個類的函數(shù)個數(shù)：
- 4個非虛函數(shù)；
- 4個虛函數(shù)；
6. 圖示二
- A為shape抽象類；
- B、C為具體的形狀類；
- A有draw虛函數(shù)，B、C自定義了draw函數(shù)（相當(dāng)于上一頁的vfunc1()）；
- 右下角的容器：
- 使用父類指針指向子類的方式（多態(tài)），使容器可以包含多種類型；
7. template method補(bǔ)充
- 也可以使用基類指針指向派生類對象 CDocument* cdoc = new CMyDoc()，來調(diào)用OnFileOpen()函數(shù)；
- 執(zhí)行Serialize()函數(shù)，滿足動態(tài)綁定三個條件，編譯器會把Serialize()寫出函數(shù)指針調(diào)用的形式（圖左邊）；
- 在動態(tài)綁定三個條件中的第二個，不太好理解：
- 指針是向上轉(zhuǎn)型后的指針（this指的是子類對象，符合向上轉(zhuǎn)型）；
- 【簡單理解為只要this指的是子類對象，就滿足這個條件。】
- 可能右下角調(diào)用OnFileOpen()中的this指針類型是父類指針類型。（這樣就有父類指針指向子類對象）
12. const member functions（常量成員函數(shù)）
1. 形式（const加的位置）：
class Complex{
public:
// const member function（常量成員函數(shù)）
double real () const { return resl; }
double imag () const { return im; }
private:
double re, im;
};
- 常量成員函數(shù)顧名思義：
- 只能定義在成員函數(shù)身上，全局函數(shù)不行；
2. member functions 與 object 的規(guī)則
- const object （要求 data members 不能改動）；
- non-const object （data members 可改動）；
- const member functions（保證這個成員函數(shù)不更改 data members）；
- non-const member functions（不保證這個成員函數(shù)不更改 data members）；
3. const member functions 和 non-const member functions 的特殊規(guī)則
13. 重載operator new、delete、 new[]、delete[]
1. 知識回顧
2. 重載 ::operator new、new[] 和 ::operator delete、delete[]
- 一般不重載全局operator new、delete、new[]、delete[]；
3. 重載 member operator new 和 member operator delete
- 圖中的member operator delete中的optional參數(shù)表示該參數(shù)可選；
- 該類進(jìn)行new和delete中，優(yōu)先找member operator new 和 member operator delete；
4. 重載 member operator new[] 和 member operator delete[]
- 圖中的optional指該參數(shù)可選；
- 該類進(jìn)行new[] 和delete[]中，優(yōu)先找member operator new[] 和 member operator delete[]；
5. operator new、delete、 new[]、delete[] 使用示范
1. member operator new、delete、 new[]、delete[]重載寫法
2. member operator new、delete、 new[]、delete[]調(diào)用過程
不帶有虛函數(shù)的類：
由上一頁可知，sizeof(Foo) = 12【int：4個字節(jié)，long：4個字節(jié)，string：4個字節(jié)（指針）】；
調(diào)用 operator new 和 delete：
調(diào)用 operator new[] 和 delete[]：
new[] 和 delete[] 調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序相反【看this指針順序】
帶有虛函數(shù)的類：
- 唯一不同在于，帶有虛函數(shù)的類，會多一個虛函數(shù)指針的大小；
- sizeof(Foo) = 16；
- 分配5個的大小 == 16*5 + 4 = 84；
3. 顯式調(diào)用global operator new、delete、 new[]、delete[]過程
- 強(qiáng)迫使用global version，沒有member version的打印信息；
14. 重載member operator new(…) 、 delete(…)
1. new(…) 、delete(…)和new、delete的區(qū)別
- 括號的意義：operator new() 、delete() 額外設(shè)置了參數(shù)；
- placement術(shù)語介紹：
- member operator new() == placement new；
- member operator delete() == placement delete；
2. member operator new(…)
member operator new() 可以有多個參數(shù)，但第一個參數(shù)類型一定是size_t（unsigned int），并且這個參數(shù)是由編譯器傳遞；
不同版本的 member operator new() 必須有不同的參數(shù)列（才能進(jìn)行函數(shù)重載，函數(shù)簽名不同）：
- 即第一個參數(shù)之后的參數(shù)，個數(shù)、類型要有區(qū)別；
member operator new() 調(diào)用方式：
調(diào)用時，需要手動傳遞的參數(shù)是第一個參數(shù)以后的參數(shù)；
下面的 member operator new() 說明，定義時有三個參數(shù)；
// 調(diào)用 operator new() 和 delete
// new(300, 'c')：說明這個operator new()有三個參數(shù)，第一個參數(shù)不需要手動傳遞。
Foo* p = new(300, 'c') Foo(7); // 注意傳遞new的參數(shù)，以及構(gòu)造參數(shù)的位置
delete p;
3. member operator delete(…)
- member operator delete() 也可以重載，也可以不重載；
- 這一步不是必須的，因?yàn)椴粫籨elete調(diào)用【正常 delete 調(diào)用 void operator delete(void*, size_t) 版本】；
- member operator delete() 調(diào)用：
- 無論new調(diào)用的是哪種版本，只有一般版本的delete會被調(diào)用；
- member operator delete() 作用：
- new操作分為三步：
- operator new；
- 轉(zhuǎn)型；
- 構(gòu)造函數(shù)；
- 只有當(dāng) new 中第三步，調(diào)用的構(gòu)造函數(shù)拋出異常，才會調(diào)用這些 member operator new() 版本對應(yīng)的 operator delete() ，釋放之前 member operator new() 分配的空間；
- 它只可能這樣被調(diào)用，主要用來歸還未能完全創(chuàng)建成功的對象所占用的內(nèi)存空間。
4. member operator new(…)、delete(…)重載書寫和使用
5. 標(biāo)準(zhǔn)庫string重載placement new
- 重載 placement new 用于分配額外的空間，作為 string 的內(nèi)容空間；
- Rep：是標(biāo)準(zhǔn)庫 string 用于計(jì)數(shù)有多少用戶共用這個字符串對象的計(jì)數(shù)器（reference counting 技術(shù)）；
- reference counting 技術(shù)：
- 允許多個擁有共同值的對象共享同一個對象實(shí)體，解決了同一個對象存在多分拷貝的問題。
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當(dāng)前標(biāo)題：C++面向?qū)ο缶幊蹋ㄏ拢?創(chuàng)新互聯(lián)
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