Part1一、關于對象

C 語言是程序性的，語言本身并沒有支持數(shù)據(jù)和函數(shù)之間的關聯(lián)性C 中可能采取抽象數(shù)據(jù)類型，或者是多層次的類結構完成 C 的封裝并沒有增加多少成本，每一個成員函數(shù)雖然在class中聲明，但是卻不出現(xiàn)在每個對象中 每一個非內(nèi)聯(lián)的成員函數(shù)只會誕生一個函數(shù)實例 每個內(nèi)聯(lián)函數(shù)會在其每一個使用者身上產(chǎn)生一個函數(shù)實例C 在布局以及存儲時間上主要的額外負擔是由virtual引起的 虛函數(shù)機制用以支持一個有效率的“執(zhí)行期綁定” 虛基類用來實現(xiàn)“多次出現(xiàn)在繼承關系中的基類，有一個單一而被共享的實例”

還有一些多重繼承下的額外負擔，發(fā)生在一個派生類和其第二或后繼之基類的轉(zhuǎn)換之間

1.1 C 對象模式

C 對象模型有以下幾點非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員放在類對象內(nèi)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員放在類對象外靜態(tài)和非靜態(tài)成員函數(shù)也放在類對象外虛函數(shù)則不同 每個類中存放一個指針稱為vptr，指向虛函數(shù)表表中每個都指向一個虛函數(shù)

C 對象模型

1.2 關鍵詞所帶來的差異

int ( *pq ) ( ); //聲明當語言無法區(qū)分那是一個聲明還是一個表達式時，我們需要一個超越語言范圍的規(guī)則，而該規(guī)則會將上述式子判斷為一個“聲明“

struct和class可以相互替換，他們只是默認的權限不一樣如果一個程序員需要擁有C聲明的那種struct布局，可以抽出來單獨成為struct聲明，并且和C 部分組合起來

1.3 對象的差異

C 支持三種程序范式：程序模型、抽象數(shù)據(jù)類型模型、面向?qū)ο竽Ｐ兔嫦驅(qū)ο竽Ｐ驮诶^承體系中 ，有時候編譯期間無法確定指針或引用所指類型

C 支持的多態(tài)類型：

1. 經(jīng)由一組隱式的轉(zhuǎn)化操作：如派生類指針轉(zhuǎn)化為指向父類的指針
2. 經(jīng)由虛函數(shù)機制
3. 經(jīng)由dynamic_cast 和 typeid運算符
一個class所占的大小包括：其非靜態(tài)成員所占的大小 由于內(nèi)存對齊填補上的大小 加上支持虛函數(shù)而產(chǎn)生的大小

指針的類型，只能代表其讓編譯器如何解釋其所指向的地址內(nèi)容，和它本身類型無關，所以轉(zhuǎn)換其實是一種編譯器指令，不改變所指向的地址，只影響怎么解釋它給出的地址

當一個基類對象被初始化為一個子類對象時，派生類就會被切割用來塞入較小的基類內(nèi)存中，派生類不會留下任何東西，多態(tài)也不會再呈現(xiàn)。

Part2二、構造函數(shù)語意學

2.1 默認構造函數(shù)的構造操作

以下四種情況下，會合成有用的構造函數(shù)：帶有默認構造函數(shù)的成員函數(shù)對象，不過這個合成操作只有在構造函數(shù)真正需要被調(diào)用時才發(fā)生，但只是調(diào)用其成員的默認構造函數(shù)，其他則不會初始化如果一個派生類的父類帶有默認構造函數(shù)，那么子類如果沒有定義構造函數(shù)，則會合成默認構造函數(shù)，如果有的話但是沒有調(diào)用父類的，則編譯器會插入一些代碼調(diào)用父類的默認構造函數(shù)帶有一個虛函數(shù)的類類聲明（或繼承）一個虛函數(shù) 類派生自一個繼承串鏈，其中有一個或更多的虛基類帶有一個虛基類的類

C 新手常見的兩個誤解：任何class如果沒有定義默認構造函數(shù)，就會被合成出來一個編譯器合成出來的默認構造函數(shù)會顯式設定類中的每一個數(shù)據(jù)成員的額 默認值

2.2 拷貝構造函數(shù)的構造操作

有三種情況會調(diào)用拷貝構造函數(shù)：對一個對象做顯式的初始化操作當對象被當作參數(shù)交給某個函數(shù)當函數(shù)傳回一個類對象時

如果類沒有聲明一個拷貝函數(shù)，就會有隱式的聲明和隱式的定義出現(xiàn)，同默認構造函數(shù)一樣在使用時才合成出來 什么情況下一個類不展現(xiàn)“淺拷貝語意”：當類內(nèi)含有一個成員類而后者的類聲明中有一個拷貝構造函數(shù)（例如內(nèi)含有string成員變量） 當類繼承自一個基類而基類中存在拷貝構造函數(shù)這兩個編譯器都會合成拷貝構造函數(shù)并且安插進那個成員和基類的拷貝構造函數(shù)當類聲明了一個或多個虛函數(shù)編譯器會顯式的設定新類的虛函數(shù)表，而不是直接拷貝過來指向同一個當類派生自一個繼承串鏈，其中有一個或多個虛基類編譯器會合成一個拷貝構造函數(shù)，安插一些代碼用來設定虛基類指針和偏移的初值，對每個成員執(zhí)行必要的深拷貝初始化操作，以及執(zhí)行其他的內(nèi)存相關工作

2.3 程序轉(zhuǎn)化語意學

在將一個類作為另一個類的初值情況下，語言允許編譯器有大量的自由發(fā)揮的空間，用來提升效率，但是缺點是不能安全的規(guī)劃拷貝構造函數(shù)的副作用，必須視其執(zhí)行而定

拷貝構造的應用，編譯器會多多少的進行部分轉(zhuǎn)換，尤其是當一個函數(shù)以值傳遞的方式傳回一個對象，而該對象有一個合成的構造函數(shù)，此外編譯器也會對拷貝構造的調(diào)用進行調(diào)優(yōu)，以額外的第一參數(shù)取代NRV（Named Return Value）

2.4 成員們的初始化隊伍

四種情況下你需要使用成員初始化列表當初始化一個引用成員變量當初始化一個const 成員變量當調(diào)用一個基類的構造函數(shù)，而它擁有一組參數(shù)當調(diào)用一個類成員變量的構造函數(shù)，而它擁有一組參數(shù)

class Word{
String _name;
int _cnt;
public:
Word(){
_name = 0;
_cnt = 0;
}
/*使用成員列表初始化可以解決
Word() : _name(0)，_cnt(0){

}
*/
}

上式不會報錯，但是會有效率問題，因為這樣會先產(chǎn)生一個臨時的string對象，然后將它初始化，之后以一個賦值運算符將臨時對象指定給_name，再摧毀臨時的對象

成員初始化列表中的初始化順序是按照類中的成員變量聲明的順序，與成員初始化列表的排列順序無關

Part33、Data語意學

class X{};
class Y : public virtual X {};
class Z : public virtual X {};
class A : public Y,public Z {};

sizeof(X) //1
sizeof(Y) //4
sizeof(Z) //4
sizeof(A) //8
X為1是因為編譯器的處理，在其中插入了1個char，為了讓其對象能在內(nèi)存中有自己獨立的地址Y，Z是因為虛基類表的指針A 中含有Y和Z所以是8

每一個類對象大小的影響因素：非靜態(tài)成員變量的大小virtual特性內(nèi)存對齊

3.1 數(shù)據(jù)成員的綁定

如果類的內(nèi)部有typedef,請把它放在類的起始處，因為防止先看到的是全局的和這個typedef相同的沖突，編譯器會選擇全局的，因為先看到全局的

3.2 數(shù)據(jù)成員的布局

非靜態(tài)成員變量的在內(nèi)存中的順序和其聲明順序是一致的但是不一定是連續(xù)的，因為中間可能有內(nèi)存對齊的填補物 virtual機制的指針所放的位置和編譯器有關

3.3 成員變量的存取

靜態(tài)變量都被放在一個全局區(qū)，與類的大小無關，正如對其取地址得到的是與類無關的數(shù)據(jù)類型，如果兩個類有相同的靜態(tài)成員變量，編譯器會暗自為其名稱編碼，使兩個名稱都不同非靜態(tài)成員變量則是直接放在對象內(nèi)，經(jīng)由對象的地址和在類中的偏移地址取得，但是在繼承體系下，情況就會不一樣，因為編譯器無法確定此時的指針指的具體是父類對象還是子類對象

3.4 繼承下的數(shù)據(jù)成員

在下面給定的兩個類中依次討論不同情況：

原本的數(shù)據(jù)模型

在單一繼承沒有虛函數(shù)的情況下布局圖

單一繼承且無虛函數(shù)這種情況下常見錯誤：可能會重復設計一些操作相同的函數(shù)，我們可以把某些函數(shù)寫成inline,這樣就可以在子類中調(diào)用父類的某些函數(shù)來實現(xiàn)簡化把數(shù)據(jù)放在同一個類中和繼承起來的內(nèi)存布局可能不同，因為每個類需要內(nèi)存對齊

分層繼承的布局

可見內(nèi)存大了100%

容易出現(xiàn)的不易發(fā)現(xiàn)的問題：

繼承下易犯錯誤

當加上多態(tài)之后，對空間上增加的額外負擔包括：

導入一個虛函數(shù)表，表中的個數(shù)是聲明的虛函數(shù)的個數(shù)加上一個或兩個slots(用來支持運行類型識別)在每個對象中加入vptr，提供執(zhí)行期的鏈接，使每一個類能找到相應的虛函數(shù)表加強構造函數(shù)，使它能夠為vptr設定初值，讓它指向?qū)奶摵瘮?shù)表，這可能意味著在派生類和每一個基類的構造函數(shù)中，重新設定vptr的值加強析構函數(shù)，使它能夠消抹“指向類的相關虛函數(shù)表”的vptr,vptr很可能以及在子類析構函數(shù)中被設定為子類的虛表地址。析構函數(shù)的調(diào)用順序是反向的，從子類到父類

以下是三種情況：不同的繼承下會有不同的布局

vptr放在前端

單一繼承有虛函數(shù)

多重繼承

**單一繼承特點：**派生類和父類對象都是從相同的地址開始，區(qū)別只是派生類比較大能容納自己的非靜態(tài)成員變量

多重繼承下會比較復雜

多重繼承關系
一個派生對象，把它的地址指定給最左邊的基類，和單一繼承一樣，因為起始地址是一樣的，但是后面的需要更改，因為需要加上前面基類的大小，才能得到后面基類的地址

多重繼承數(shù)據(jù)分布

虛繼承

STL標準庫中使用的虛繼承：

虛繼承例子
虛繼承關系：

虛繼承數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的分布

虛繼承數(shù)據(jù)模型2

3.5 對象成員的效率

程序員如果關心程序效率，應該實際測試，不要光憑推論、常識判斷或假設。優(yōu)化操作并不一定總是能夠有效運行，我不止一次以優(yōu)化方式來 編譯一個已通過編譯的正常程序，卻以失敗收場

3.6 指向數(shù)據(jù)成員的指針

vptr通常放在起始處或尾端，與編譯器有關，C 標準允許放在類中的任何位置 取某個類成員變量的地址，通常取到得的是在類的首地址的偏移位置例如