Archive for the ‘C++对象模型’ Category

成员们的初始化队伍

下列情况必须使用member initialization list:

1. 当初始化一个reference member时;

2. 当初始化一个const member时;

3. 当调用一个base class的constructor,而它拥有一组参数时;

4. 当调用一个member class的constructor,而它拥有一组参数时。

编译器会一一操作initialization list,以适当次序在constructor之内安插初始化操作,并且在任何explicit user code之前。事实上,有一些微妙的地方要注意:list中的项目次序是由class中的members声明次序决定,不是由initialization list中的排列次序决定。

Copy Constructor的构建操作

合成的拷贝构造函数和合成的默认构造函数一样,也是在必要的时候才由编译器产生出来。这里的“必要”是指类不展现bitwise copy semantics时。

一般,类如C语言中仅包含内建数据类型的结构体一样,则是具有bitwise copy semantics的,编译器不合成拷贝构造函数。

有四种情况一个类不展现出bitwise copy semantics:

1. 当class内含一个member object而后者的class声明有一个copy constructor(不论是被设计者明确地声明,或是被编译器合成)。

2. 当class继承自一个base class而后者存在有一个copy constructor时(同上)。

3. 当class声明了一个或多个virtual functions时。

4. 当class派生自一个继承链,其中有一个或多个virtual base classes时。

Default Constructor的建构操作

1. 合成的默认构造函数会在编译器需要的时候被编译器产生出来。如类中包含其他类对象,即使构造函数已经被明确定义出来,编译器也会扩充已存在的构造函数,在其中安插一些代码。

2. 还有两种情况合成默认构造函数:类中声明或继承一个virtual function;类派生自一个继承链,其中有一个或更多的虚基类。编译器要在其中安插设置vptr和vtbl的代码。

总结:有四种情况,会导致“编译器必须为未声明constructor之classes合成一个default constructor”。C++ Stardand把那些合成物成为implicit nontrivial default constructors。被合成出来的constructor只能满足编译器(而非程序)的需要。它之所以能够完成任务,是借着“调用member object或base class的default constructor”或是“为每一个object初始化其virtual function机制或virtual base class机制”而完成。至于没有存在那四种情况而又没有声明任何constructor的classes,我们说它们拥有的是implicit trivial default constructors,它们实际上并不会被合成出来。

在合成的default constructor中,只有base class subobjects和member class objects会被初始化。所有其它的nonstatic data member,如整数、整数指针、整数数组等等都不会被初始化。这些初始化操作对程序而言或许有需要,但对编译器则并非必要。如果程序需要一个“把某指针设为0”的default constructor,那么提供它的人应该是程序员。

C++新手一般有两个常见的误解:

1. 任何class如果没有定义default constructor,就会被合成出一个来。

2. 编译器合成出来的default constructor会明确设定“class内每一个data member的默认值”。

如你所见,没有一个是真的!

Object Lessons

1. 在没有使用virtual的情况下,C++类对象的布局与C结构体的一样。

2. C++中,类的成员变量有static和nonstatic两种;类的成员函数有static、nonstatic和virtual三种。

3. C++对象模型中,static成员变量被置于所有类对象之外,nonstatic成员变量被置于每个类对象之内;static和nonstatic成员函数都被置于所有类对象之外,virtual functions的支持如下:每个类对象被添加了一个指向vtbl的指针vptr,vtbl由类根据virtual functions产生,每一项为一个指向virtual function的指针,通常第1项为类的类型信息;vptr的设置和重置由类的构造函数、析构函数和拷贝赋值运算符自动完成。

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