《深度探索C++对象模型》--4 Function语意学
1、member的各種調用方式
(1)nonstaticmember functions
C++的設計準則之一就是:非靜態成員函數至少必須和一般的非成員函數有相同的效率,編譯器內部將成員函數轉換為對等的非成員函數實體。通過安插this指針和mangling等完成。
(2)namemangling(名字的特殊處理)
使名字獨一無二,函數的signature為函數名稱+參數個數+參數類型;
(3)virtualmember functions
通過vptr來調用。有時inline會極大地提高效率。
(4)staticmember function
注意一個問題:如果class設計staticdata member聲明為nonpublic,那么必須提供一個member function 來存取該member,雖然可以不依靠classobject來存取staticmember,但存取函數必須綁定于一個classobject上。此時引入了staticmember function。
主要特性是沒有this指針。注意它不能直接存取nonstatic members;不能被聲明為const、volatile或virtual;不需要經由classobject才被調用(但是可以)。
對其取地址,得到的是在內存中的地址,是一個nonmember函數的指針。
2、virtual function members
(1)單一繼承時
當一個類派生自另一個類,一共會有三種可能:
它可以繼承base class所聲明的virtualfunctions的函數體,正確的說是該函數體的地址被拷貝到derivedclass的virtualtable相對應的slot之中;
它可以使用自己的函數體,這表示它自己的函數體地址必須放在對應的slot之中;
它可以加入一個新的virtual function,此時virtualtable的尺寸會增大一個slot,新的函數體地址會被放進該slot之中。
(2)多重繼承時
一個derivedclass內含n-1個額外的virtualtable(n表示上一層baseclasses的個數),一個主要的與最左端的base class共享,其他的依次與其他base class的有關。
(3)虛擬繼承時
建議不要在virtualbase class中聲明nonstaticdata members。
3、指向member function的指針
(1)復習成員函數指針:
指向類的非靜態成員指針在聲明時必須指明classobject;
double(Point::*pmf)();//聲明,指出返回值類型,類名稱,參數列表
double(Point::*cord)() = &Point::x; //初始化,賦值通過&取地址
(2)支持“指向virtualmember functions”的指針
虛擬機制仍然能夠在使用“指向memberfunction之指針”的情況下運行;對一個virtualmember function取地址,所得到的是其在virtualtable的索引值。
對于如何區分內存地址還是vtbl的索引?采用一種基于假設繼承體系中最多只有128個virtualfunctions的方法。(即首位是1還是0)
(3)多重繼承之下,指向member functions的指針
對于通過memberfunctions指針來調用的操作,需要導入一個vcall thunk。函數指針地址要么是真正的member function地址(nonvirtual時),要么是vcallthunk的地址。vcall thunk會選出并調用相關vtbl中適當的slot。
4、Inline Functions
(1)用inline來完成set和get操作很高效。
(2)inline實現中,對于面對會帶來副作用的實際參數,編譯器通常會引入臨時對象;如果實際參數是一個常量表達式,會在替換之前先進行求值操作,后續的inline時直接將常量綁定;如果不是上述兩點就直接替換。
(3)如果inline函數中有許多局部變量,則會產生巨多臨時對象,這影響效率,要注意。
總結
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