关于对象

1.1 C++对象模型

在C++中，有两种class data members:static和nonstatic，以及三种class member functions:static、nonstatic和virtual。

eg:

class Point {
public:
	Point(float xval);
	virtual ~Point();
	float x() const;
	static int PointCount();
protected:
	virtual ostream&
		print(ostream &os)const;
	float _x;
	static int _point_count;
};

简单对象模型

优点：C++编译器的设计复杂度较低

缺点：空间和执行期的效率

在这个简单模型中，一个object是一系列的slots，每一个slot指向一个members。Members按其声明顺序，各被指定一个slot。每一个data member或function member都有自己的一个slot。member本身并不放在object中，只有“指向member的指针”才放在object内。这么做可以避免“members有不同的类型，因而需要不同的存储空间”所导致的问题。

表格驱动对象模型

为了对所有classes的所有objects都有一致的表述方式，这种对象模型是把所有与members相关的信息抽出来，放在一个data member table和一个member function table之中，class object本身则内含指向这两个表格的指针。Member function table是一系列的slots，每一个slots指出一个member function；Data member table则直接持有data本身。

C++对象模型

此C++对象模型从简单对象模型派生而来，并对内存空间和存取时间做了优化。在此模型中，Nonstatic data membebrs被配置于每一个class object之内，static data members则被存放在个别的class object 之外。Static和nonstatic fuction members也被放在个别的class object之外。Virtual functions则以两个步骤进行支持：

1.每一个class产生出一堆指向virtual functions的指针，放在表格之中。这个表格被称为virtual table。

2.每一个class obbject被安插一个指针，指向相关的virtual tabble。通常这个指针被称为vptr。

优点：空间和存取时间的效率。

缺点：如果应用程序代码本身未曾改变，但所用到的class objects的nonstatic data members有所修改（增加、删除、改动），那么那些应用程序同样需要重新编译（因为nonstatic data membbers的位置是和__vptr__Point在一起的）。前述的表格驱动模型由于提供了一层间接性，所以提供了较大的弹性。但是代价是空间和执行效率两个方面。

加上继承

一个derived class如何在本质上模塑其babse class的实例呢？这里有一种所谓的base table模型。这里所说的base class table被产生出来时，表格中的每一个slot内含一个相关的base class地址，这很像virtual table内含每一个virtual function的地址一样。每一个class object内含一个bptr，它会被初始化，指向其base class table。

缺点：

由于间接性而导致的空间和存取时间上的额外负担

优点：

每一个class object中对于继承都有一致的表现形式：每一个class object都应该在某个固定位置上安放一个base table指针，这与base classes的大小或个数无关。

无需改变class objects本身，就可以放大、缩小，或者更改base class table。

1.2关键词所带来的差异

struct关键词与class关键词的区别

1.最本质的一个区别就是默认的访问控制，默认的继承访问权限。struct是public的，class是private的。

2.在观念上，struct关键词是C的数据抽象概念，class关键词是C++的抽象数据类型观念。

策略性正确的struct

C程序员的巧妙设计可能成为C++程序员的陷阱。比如把单一元素的数组放在一个struct的尾端，于是每个struct objects可以拥有可变大小的数组

Struct mumble
{
	Char pc[1];
};
//读取一个字符串，为struct 本身与该字符串配置足够的内存
Struct mumble * pmumbl = (struct mumble *)  malloc(sizeof(struct mumble) + strlen(string) + 1);
Strcpy(pmumble->pc, string);

关于上述程序：

首先，结构体的末尾定义了一个char数组，只分配了1个字符。那怎么能说是可变大小数组。

往下看，他用malloc函数分配了一堆的内存。大小为结构体＋字符串＋1（字符串结束符）如下图所示。

注意:

1在sizeof struct mumble已经包含了pc[1]的内存。

2pmumb1已经分配了足够的内存，当把string对象拷贝给mumble.pc时，实现了可变大小的数组。

通过strcpy，将string字符串拷贝给mumble.pc，pmumble已经分配了足够的内存，因此只要赋值即可，也就达到了

可变大小数组的意思。

但是如果我们改用class来声明，而该class是：

指定多个访问区段，内含数据；

从另一个class派生而来；

定义了一个或多个virtual functions。

那么或许可以顺利转化，但也许不行！这是因为C++凡处于一个access section(访问区段)的数据，必定保证其声明顺序出现在内存布局当中。然而被放置在多个access sections中的各笔数据，排列顺序就不一定了。同理，base classes和derived classes的data members的布局也未有谁先谁后的强制规定，因而也就不保证前述的C伎俩一定有效。

指针的类型

一个指向类的指针是如何与一个指向整数的指针或一个指向template Array的指针有所不同呢

ZooAnimal *px;
int *pi;
Array<String> *pta;

以内存需求的观点来说，没什么不同！它们三个都需要有足够的内存来放置一个机器地址。“指向不同类型之各指针”间的差异，既不在其指针表示法不同，也不在其内容不同，而是在其所寻址出来的obbject类型不同。也就是说，“指针类型”会教导编译器如何解释某个特定地址中的内存内容及其大小。

加上多态之后

class  ZooAnimal {
public:
	ZooAnimal();
	virtual ~ZooAnimal();
	virtual void rotate();
protected:
	int loc;
	string name;
};
class Bear :public ZooAnimal {
public:
	Bear();
	~Bear(); void rotate();
	virtual void dance();
protected:
	enum Dances {...};
	Dances dances_known;
	int cell_block;
};
Bear b{ "Yogi" };
Bear *pb = &b;
Bear &rb = *pb;

Bear 对象b需要24bytes（我感觉图中少了__vptr__Bear,也就是少了4个字节）。现在假设Bear object放在地址1000处，一个Bear指针和一个ZooAnimal的指针有什么不同呢？

Bear b;
ZooAnimal *pz = &b;
Bbear *pb = &b;

首先介绍一个概念

基类子对象：派生，就是对基类的某种拓展。所以派生类对象内部，一定有一份基类对象存在，派生类对象内部的这份基类对象，本质上是派生类的一个成员，称为基类子对象。

下面接着说明上面的指针，它们每个都指向Bear object的第一个byte。其间的差别是，pb所涵盖的地址包含整个Bear object，而pz所涵盖的地址只包含Bear object中的ZooAnimal基类子对象。
除了ZoAnimal subobject中出现的members，不能使用pz来直接处理Bear的任何members。唯一的例外是通过virtual机制。