C++讲解

读书笔记《深度探索c++对象模型》第二章：构造函数语意学2.1 default constructor的构建操作c++标准说：对于class X，如果没有任何程序员声明的构造函数，那么编译器会implicitly（暗中）合成出一个trivial（无能的，没啥用的）构造函数。

（备注：global objects的内存在程序激活的时候会被清0。

local objects位于程序的堆栈中，heap objects位于自由空间中，都不一定会被清0。

它们的内容是内存上次被使用之后的遗迹。

）但是，有四种情况，这个被implicitly合成出的函数，会是nontrivival（有用的）。

a）带有default constructor的member class object例如：1.class A {2.public:3. A();4.};5.6.class B {7.public:8.private:9. A a;10. int i;11.};12.13.B::B() {14. a.A::A();15.}被合成的class B的default constructior内含有必要的代码，这些代码调用了class A的default constructor。

但是，并不会产生初始化i的代码。

所以说，被合成的default constructor只符合编译器的需要，不符合程序员的需要。

如果B已经有程序员定义的构造函数，那么每个构造函数都会被编译器扩张，在其中安插一些代码，这些代码在user code执行之前，会调用必要的default constructor。

并且，如果class B中有多个class member objects需要constructor的初始化操作。

那么c++会按照声明的顺序来调用各个constructor。

例如：1.class A {2.public:3. A();4.};5.6.class B {7.public:8. B();9. B(int x):b(x);10.private:11. int b;12.};13.14.class C {15.public:16. C();17.};18.19.class D {20.public:21. D():b(1024) {22. d = 2048;23. }24.private:25. A a;26. B b;27. C c;28. int d;29.};30.31.class D的构造函数会被扩展成：1.D::D():b(1024) {2. a.A::A();3. b.B::B(1024);4. c.C::C();5.6. d = 2048;7.}b）带有default constructor的base class类似，如果一个没有任何constructor的class派生自一个带有default constructor的基类，那么一个nontrivial的constructor会被合成出来。

它将调用上层基类的default constructor（按照声明的次序）。

如果程序员提供了多个constructor，但是没有default constructor，那么每一个constructor都会被扩张会将调用基类default constructor的代码加进去。

如果同时存在带有default constructor的member class object，那么这些member的default constructor也会被调用——在所有base classconstructor被调用之后。

c）带有一个virtual function的class我们知道，一个带有virtual function的class的每一个object中，一个vptr 会被合成出来，内含相关class vtbl的地址。

为了让多态的机制发挥功效，编译器会为vptr设定初始值。

对于每一个constructor，它们会被安插一些代码来做这件事情。

如果没有声明任何constructor，那么合成的default constructor会初始化每一个class object的vptr。

d）带有virtual base class的classvirtual base class的实现在不同的编译器中有很大的差异。

但是它们的共同点是：必须使每一个virtual base class 在其每一个derived class object 中的位置，必须在执行期准备妥当。

1.class X { public x; };2.class A : public virtual { public : int a; };3.class B : public virtual { public : int b; };4.class C : public A, public B { public : int c; };5.void foo(const A* pa) {6. pa->i = 1024;7.}8.int main() {9. foo(new A);10. foo(new C);11. return 0;12.}编译器是无法决定foo中i的偏移位置的。

因为pa的真正类型在执行期间可以改变。

所以编译器必须改变一些代码使得X::x的位置可以在执行期才被决定。

一种做法是：在derived class object的每一个virtual base class中安插一个指针，表示在当前object中，该virtual base class的位置。

1.void foo(const A* pa) {2. pa->__vbcX->i = 1024;3.}__vbcX是编译器产生的指针，指向virtual base class X。

这个指针是在编译时期构建的。

对于class定义的每一个constructor，编译器会安插那些“允许每一个virtual base class的执行期存取操作”的代码。

如果class没有声明任何constructor，那么编译器会合成一个default constructor来做这些事情。

这个default constructor就是nontrivial的。

c）和d）其实是差不多的，分别是初始化virtual function机制和virtual base class机制。

第三章：data语意学3.4 “继承”与Data Membera) 只要继承不要多态1.#include <stdio.h>2.#include <stdlib.h>ing namespace std;4.5.class Empty {6.public:7.};8.9.class Concrete1 {10.public:11. //...12.private:13. int val;14. char bit1;15.};16.17.class Concrete2 : public Concrete1 {18.public:19. //...20.private:21. char bit2;22.};23.24.class Concrete3 : public Concrete2 {25.public:26. //...27.private:28. char bit3;29.};30.31.int main () {32. printf("%d\n", sizeof(Empty));33. printf("%d\n", sizeof(Concrete1));34. printf("%d\n", sizeof(Concrete2));35. printf("%d\n", sizeof(Concrete3));36. return 0;37.}我在GCC上输出的结果是：1888在VC上输出的结果是：181216照书上的分析和我自己的分析应该是后者（Concrete2的bit2被放在了Concrete1的补齐空间之后，再加上自己的补齐，所以占用了12个byte，依此类推），不明白GCC是做了什么处理。

b) 加上多态虚指针放在头部或者尾部。

c) 多重继承“最左端”的基类和派生类的地址相同。

d) 虚拟继承class中如果含有虚基类，将被分割成两个部分：一个不变局部和一个共享局部。

共享局部即是虚基类部分，其位置会因为每次派生的操作会有变化，所以它们只能被间接存取。

各家编译器实现的差异就是间接存取的方法，下面介绍三种主要的存取方法：1. 在每一个派生类对象中为每一个虚基类安插一些指针，每个指针指向一个虚基类。

2. 每一个class object如果有一个或者多个虚基类，那么会有一个指针指向一个virtual base class table，这个表格中存放的是真正的指向虚基类的指针。

3. 在virtual function table中放置虚基类的offset，而不是地址。

3.4 指向“Data Members”的指针1.#include <stdio.h>2.#include <stdlib.h>ing namespace std;4.5.class Point3d {6.public:7.virtual ~Point3d()8. {9. }10.public:11. static Point3d origin;12. float x, y, z;13.};14.15.int main () {16. printf("&Point3d::x = %p\n", &Point3d::x);17. printf("&Point3d::y = %p\n", &Point3d::y);18. printf("&Point3d::z = %p\n", &Point3d::z);19.20. return 0;21.}在GCC中输出的结果是：48C说明虚指针是放在开头的。

这里注意的是float Point3d::*p2是一个指向对象成员的指针。

所以&Point3d::x返回的是x在class中的offset，而&origin.x返回的是该member 在内存中的真正地址。

所以通过前者，不能操作一个static成员。

总之，对于类成员来说，只有虚拟继承的时候，访问虚基类的成员不能直接访问，要通过访问虚基类部分间接访问。

其余的都是可以直接访问。