Function 語義學
····member 的各種調用方式~
1.非靜態成員函數·
float Point3d::mangitude3d()const{…}
會變成 float Point3d::magnitude(const Point3d* this){…}
c++的準則之一:非靜態成員函數至少必須同一般的nonmember function 有相同的效率
名稱的特殊處理:(name mangling)一般member名稱前面都會加上class名稱,形成獨一無二的命名,class Bar {public :int ival;} 可能變成 ival_3Bar ;3應該是bar的長度了。
這樣可以防止繼承體系中兩個類定義同樣名字的變量~
如果使用extern “C” 就可以壓制nonmember 的mangling 效果
2.虛擬成員函數·
如果normalize 是虛擬函數 他會被翻譯成:
(*ptr->vptr[1])(ptr); 第二個ptr是this指針
類似的magnitude 會變成
(*this->vptr[2])(this);
而magnitude是在normalize之后調用的因此此時已經確定this指向的是Point3d 因此可以直接調用Point3d::magnitude()更有效率
如果用一個對象調用一個虛擬函數應該把它當做正常函數來對待,因為可以確定對象類型直接調用相應的函數即可,在這種情況下,虛擬函數也可以inline 來提高效率了~~~
3.靜態成員函數
class A{
public:
static int a;
static int geta(){return a;}
};
int A::a=33333;
int main(){
cout<< ((A*)0)->geta()<<endl;
}
static的主要特征是他沒有this 指針,這樣導致“
他不能直接存取其class中的nonstatic members
他不能被聲明為const volatile 或者virtual
他不需要經由class object 才被調用 雖然大部分情況是這樣調用的
如果取一個static member func 地址則得到的是他在內存中的真正地址,而且得到的是一個函數指針,而不是一個指向class member 函數的指針
····虛擬成員函數
為了支持virtual func 機制,必須首先能夠對多態對象由某種形式的運行期類型判斷方法
c++中多態表示:以一個public blase class 指針或者引用 尋址出一個derived class object 的意思
識別出哪個類需要支持多態只要看他是否有任何的virtual func
~~~單一繼承
vtable中每一個virtual func(包括pure func)都被指派一個固定的索引值,這個索引在整個繼承體系中保持與特定的virtual function 的關聯
當一個class 繼承自上一個class時候
1.可以繼承base class 聲明的virtual func ,這樣該函數實體的地址會被拷貝到他的vtable相對應的slot 中,位置x不變 這樣調用時候 ptr->func();會翻譯成 (*ptr->vtbl[x])func(ptr) ;而不用管ptr 到底是一個base 還是一個derived
2.他可以使用自己的函數實體,表示他自己的函數地址必須放在相應的位置x處 ,跟上面的例子一樣
3.可以加入新的virtual 函數,這時候vtbl 會變大
~~~多重繼承呢
多重繼承時候 例如 Derived public 自 Base1,Base2
Base2 *pbase2 = new Derived; 新的Derived必須調整
Base2 *pbase2 = tmp?tmp+sizeof(Base1):0;
當程序員刪除pbase2指向的對象時指針必須再一次調整。上述的調整并不能在編譯時期設定,因為pbase2指向的對象只有在執行期才能確定。
同樣道理,pbase2 如果要調用函數的話,調用操作會引發必要的指針調整,也必須在執行期調整。
Bjarne采用擴充vtable 每一項記錄調整this指針的信息,但浪費,因為大部分不需要調整
Thunk技術是用一段匯編實現調整this指針以及跳到virtual func的過程
調整this指針的第二個負擔是:如果由derved class 調用,或者由第二個base class 調用,同一個函數可能在virtual table 對應多個slots
pbase1 和derived 的vtable可以合并,他們用同樣的slots 偏移,里面可以放真正的地址,而pbase2 需要調整this指針,其vtabl 相應的地址放的是相應的thunk地址。
可以看到”:
1.如果通過指向第二個base class 指針調用derived的func ptr 需要調整
2.如果通過指向derived指針調用從第二個繼承來的func 需調整
3.如果允許virtual func 返回類型有所變化,可能base 可能derived,也需要調整this
Microsoft 用address point 策略,即將用來改寫別人的函數,期待獲得的參數(this)是引入該class 的地址,這就是函數的address class(~~不了啊~~)
~~~虛擬繼承下的virtual func
即便只有一個base clas 它的布局轉換也需要this 指針的調整,相當復雜~~~
…指向成員函數的指針
double Point::x();
可以定義指向成員函數的指針
double (Point::* pmf)()=&Point::x;
調用可以 (origin.*pmf)() 或者 ptr->*pmf();
如果是虛擬函數的指針呢??
Point* ptr= new Point3d;
如果x是一個虛擬函數
(ptr->*pmf)();仍然是Point3d::x()被調用么?
答案~~是的
因為取得虛擬函數的地址其實取得的是虛擬函數的offset值
調用會變成 (*ptr->vtbl[(int)pmf])(ptr);
class A{
public:
static int a;
static int geta() {return a;} //靜態并不能作為重載條件
int geta(int x){
return a;
}
int geta( int a)const{} // const成員函數 ,可以作為重載條件
};
int A::a=33333;
int main(){
A a;
cout<< ((A*)0)->geta()<<endl;//靜態成員函數的一種調用方法 ((A*)0)->geta()
int(*p)()= &A::geta;
cout<<(*p)()<<endl;
int (A::* pgeta)(int a) = &A::geta;
cout<<(a.*pgeta)(3)<<endl;
}
輸出均為33333
多重繼承下呢????
Microsoft提供了3種解決方法:
一種:單一繼承的情況(帶vcall thunk地址或者函數地址)
2多重繼承 帶有faddr 和delta
虛擬繼承 帶有四個members
(·····具體以后再查吧)
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inline members
真正的inline 函數擴展是在調用的那一個點上,這回帶來參數的求值操作以及暫時性對象的管理
形式參數 formal arguments
在inline 期間 每一個形式參數都會被相應的實際參數取代,副作用是,不可以只是簡單的一一封塞程序中出現的每一個形式參數,因為這將導致對于實際參數的多次求值操作,可能產生 帶來副作用的 實際參數,通常這需要嵌入實際對象的~~~~
所以,如果實際參數是常量,那么我們可以直接綁定,如果不是常量也沒有副作用,我們直接代替,否則~~~暫時對象會需要的~·
例如:
inline int min(int i,int j) { return i<j ? i:j ;}
minval = min(val1,val2);
minval = min(11,12);
minval = min (foo(),bar()+1);
這會擴展成: minval = val1<val2 ? val1?val2;
minval = 11;( 常量哦)
int t1,t2; minval =(t1 = foo()), (t2=bar()+1),t1<t2?t1:t2;
如果我們改變函數定義
{int minval = i<j?i:j; return minval;}
如下調用{int minval ; minval = min(val1,val2);}
為了維護局部變量可能會變成:
{ int m_lv_minval; minval=(__min_lv_minval=val1<val2?val1:val2),min_lv_minval;}
一般而言,inline 函數的每一個局部變量都必須放在函數調用的一個封閉區段中,擁有一個獨一無二的名字,如果inline函數以單一表達式擴展多次,那么每次擴展都需要自己的一組局部變量。如果inline 函數可以以分離的多個式子被擴展多次,那么只需要一組局部變量就可以重復使用,因為他們被封閉在自己的scope中:
例如 minval = min(val1,val2) + min(foo(),foo()+1) ;
擴展 int __min_lv_minval_0,__min_lv_minval_1,t1,t2;
minval = ((__min_lv_minval_0 = val1<val2?val1:val2),__min_lv_minval_0)+…);
參數帶有副作用或者是以一個單一表達式做多重調用,或者是在inline 函數內部有多個局部變量
都會產生局部變量,要小心對待
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