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学习C++编译环境：Linux
第五十课 C++对象模型分析（上）
1.回归本质
class是一种特殊的struct
在内存中class依旧可以看做变量的集合
class与struct遵循相同的内存对齐规则
class中的成员函数与成员变量是分开存放的
每个对象由独立的成员变量
所有对象共享类中的成员函数
值得思考的问题
50-1 对象内存布局初探
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class A
{
int i;
int j;
char c;
double d;
public:
void print()
{
cout << "i = " << i << ","
<< "j = " << j << ","
<< "c = " << c << ","
<< "d = " << d << endl;
}
};
struct B
{
int i;
int j;
char c;
double d;
};
int main()
{
A a;
cout << "sizeof(A) = " << sizeof(A) << endl;//4+4+4+8 20bytes
cout << "sizeof(a) = " << sizeof(a) << endl;
cout << "sizeof(B) = " << sizeof(B) << endl;//4+4+4+8 20bytes
a.print();
B* p = reinterpret_cast<B*>(&a);
p->i = 100;
p->j = 200;
p->c = 'C';
p->d = 3.14;
a.print();
return 0;
}
运行结果
sizeof(A) = 24
sizeof(a) = 24
sizeof(B) = 24
i = 4197456,j = 0,c = ,d = 6.95323e-310
i = 100,j = 200,c = C,d = 3.14
2.C++对象模型分析
运行时的对象退化为结构体的形式
所有成员变量在内存中依次排布
成员变量间可能存在内存空隙
可以通过内存地址直接访问成员变量
访问权限关键字在运行时失效
类中的成员函数位于代码段中
调用成员函数时对象地址作为参数隐式传递
成员函数通过对象地址访问成员变量
C++语法规则隐藏了对象地址的传递过程
50-2 对象本质分析
面向对象不是C++专有的，依然可以用C语言来写
C语言中，对于一个类而言，成员函数和成员变量在内存里面是分开存放的，这一点非常重要，如果掌握了这些本质，就可以编写任何面向对象的代码
C++程序：50-2.cpp
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Demo
{
int mi;
int mj;
public:
Demo(int i, int j)
{
mi = i;
mj = j;
}
int getI()
{
return mi;
}
int getJ()
{
return mj;
}
int add(int value)
{
return mi + mj + value;
}
};
int main()
{
Demo d(1, 2);
cout << "sizeof(d) = " << sizeof(d) << endl; //8 bytes
cout << "d.getI() = " << d.getI() << endl; //1
cout << "d.getJ() = " << d.getJ() << endl; //2
cout << "d.add(3) = " << d.add(3) << endl; //6
return 0;
}
C语言中的程序：50-2.h ，50-2.c， main.c
50-2.h
#ifndef _50_2_H_
#define _50_2_H_
typedef void Demo;
Demo* Demo_Create(int i, int j);
int Demo_GetI(Demo* pThis);
int Demo_GetJ(Demo* pThis);
int Demo_Add(Demo* pThis, int value);
void Demo_Free(Demo* pThis);
#endif
50-2.c
#include "50-2.h"
#include "malloc.h"
struct ClassDemo
{
int mi;
int mj;
};
Demo* Demo_Create(int i, int j)
{
struct ClassDemo* ret = (struct ClassDemo*)malloc(sizeof(struct ClassDemo));
if (ret != NULL)
{
ret->mi = i;
ret->mj = j;
}
return ret;
}
int Demo_GetI(Demo* pThis)
{
struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;
return obj->mi;
}
int Demo_GetJ(Demo* pThis)
{
struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;
return obj->mj;
}
int Demo_Add(Demo* pThis, int value)
{
struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;
return obj->mi + obj->mj +value;
}
void Demo_Free(Demo* pThis)
{
free(pThis);
}
Main.c
#include "50-2.h"
#include "malloc.h"
struct ClassDemo
{
int mi;
int mj;
};
Demo* Demo_Create(int i, int j)
{
struct ClassDemo* ret = (struct ClassDemo*)malloc(sizeof(struct ClassDemo));
if (ret != NULL)
{
ret->mi = i;
ret->mj = j;
}
return ret;
}
int Demo_GetI(Demo* pThis)
{
struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;
return obj->mi;
}
int Demo_GetJ(Demo* pThis)
{
struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;
return obj->mj;
}
int Demo_Add(Demo* pThis, int value)
{
struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;
return obj->mi + obj->mj +value;
}
void Demo_Free(Demo* pThis)
{
free(pThis);
}
运行结果
d.mi = 1
d.mj = 2
Add(3) = 6
小结
C++中的类对象在内存布局上与结构体相同
成员变量和成员函数在内存中分开存放
访问权限关键字在运行时失效
调用成员函数时对象地址作为参数隐式传递