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            zssure

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            一、首先要分清楚這兩者之間的關系:兩個概念屬于不同“集合”(但有部分交集)。

            1. Default Memberwise Initialization是與user defined Initialization相對應的。是從編譯器(計算機)程序員(用戶)的角度出發;

            2. bitwise copy 是與memberwise copy相對應的。是兩種不同的拷貝方式,編譯器通常為了效率會選擇bitwise方式拷貝(尤其針對于POD(=Plain Old Data)類型)。

            那么為什么這兩個概念經常會混淆呢?主要原因是二者有部分交集——在類的對象初始化或者賦值(operator=)時,兩個概念會同時出現。

            對象整體角度出發,默認的對象賦值操作和初始化操作(default assignment and initialization ),編譯器會選擇memberwise方式(這里不是指memberwise copy,更確切的說應該是:individually assignment or initialization)操作,即對構成對象中的每一個成員數據分別進行賦值或者初始化。從對象的數據成員角度出發,具體到對象的每一個數據成員的操作,編譯器通常采用(可以認為就是)bitwise copy操作,就像memcpy或者memset函數一樣,原樣將內存中的數據按位復制一份。

            具體操作參見維基百科的例圖:

            左圖表示AB兩個對象   中圖表示bitwise拷貝方式    右圖表示memberwise拷貝方式

             

            具體的bitwise copymemberwise copy如下:(左圖為bitwise copy,右圖為memberwise copy)

             

            二、接下來看一下默認構造函數(Default Constructor——由編譯器來完成)

            這就引出了一個問題:什么情況下需要實現默認的構造函數呢?

            自然是編譯器需要它的時候(切記不是程序員需要的時候),通常以下四種情況,需要編譯器來實現默認的構造成員函數(default constructor):

            1) 類中含有成員類對象,并且此類對象含有默認構造函數;

            這種情況下,如果沒有顯示的定義構造函數,那么需要一次構造類中定義的所有成員,當構造成員類對象(member class object)的時候,需要調用此成員類的默認構造函數,所以這時候需要編譯器構造出默認的構造函數,來調用成員類的默認構造函數

            2) 類的基類中至少有一個含有默認的構造函數;

            如果沒有顯式的定義構造函數,同樣編譯器構造派生類的時候,必然需要調用基類的構造函數,所以需要編譯器在派生類中構造出默認的構造函數。

            3) 類中含有虛函數(virtual function);

            4) 類中含有虛基類(virtual base class);

            由于虛擬機制的原因,這兩種情況下,需要編譯器來完成虛函數表(vbtl)的初始化和虛表指針(vptr)的初始化,所以如果沒有顯式的定義構造函數,需要編譯器構造默認的構造函數。(本身虛擬機制就是從編譯器角度來實現的)

            其他比較簡單的情況(類的成員數據都是POD=Plain Old Data),在MSVC中經過O2選項優化編譯后,簡單的類直接被轉換為幾個連續定義的變量,自然就不需要默認的構造函數了。

             

            三、接下來看一下Memberwise Assignment and Initialization

             

            默認拷貝構造函數(Default Copy Constructor)、默認賦值運算符(operator =)和默認析構函數,是C++類中的六大特殊成員函數中的三個。三者同時遵循一個原則:“一榮俱榮、一損俱損”。如果三者其中的任意一個被顯示定義了(defined)那么三者必須都被顯式定義。當果三者之一被程序員調用但未沒有被顯式聲明時,編譯器會隱含的實現這三個特殊成員函數。當用一個類對象去初始化另一個類對象時,需要用到拷貝構造函數;當用一個類對象去設定另一個類對象時,需要用到賦值運算符。

            拷貝構造函數與賦值運算符都遵循“Default Memberwise Assignment&Initialization”原則,即對類中的每一個數據成員進行依次復制,但是通常編譯器只采用bitwise copy方式復制(這樣能夠提高效率)。例如,對于只含有POD成員數據的簡單類,bitwise copy方式綽綽有余。但是以下幾種情況比較特殊:

            1) class內含有一個member object時,并且后者的class中聲明了一個copy constructor時;

            依照“Default Memberwise Assignment&Initialization”原則,初始化member object時,需要編譯器調用member class的拷貝構造函數,如果類中沒有顯式定義拷貝構造函數,就需要編譯器構造,來調用成員類的拷貝構造函數。

            2) 當類的基類中至少有一個含有拷貝構造函數時;

            同樣依照“Default Memberwise Assignment&Initialization”原則,需要依次構造所有的基類成員,如果沒有顯式定義默認拷貝構造函數,那么這部分工作就有編譯器來完成。

            3) 當類中聲明一個或多個virtual functions時;

            4) 當類的派生鏈中有一個或多個virtual base class時;

            這里由于虛擬函數的機制,需要初始化vbtlvptr。這部分需要編譯器來完成(本身虛擬機制就是從編譯器角度來實現的)。

            以上幾種情況如果程序員未顯式定義拷貝構造函數,編譯器會自動完成拷貝構造函數的實現,不過當程序中需要調用拷貝構造函數時,編譯器自動實現版本是按照bitwise拷貝方式來完成的,所以對于以上幾種情況如果程序員不顯式定義自己的拷貝構造函數,就會出現錯誤(尤其是類成員中含有指針、引用、虛函數時)。

            從編譯器編譯連接角度,以上四種情況下如果未定義拷貝構造函數,編譯器為了編譯工作的順利進行,會自定義拷貝構造函數;從編程者角度,如果類比較復雜(例如含有指針、引用、虛函數等),單單依靠編譯器定義的bitwise版本默認拷貝構造函數,程序是無法達到預定效果的,所以此時往往需要程序員顯式定義出自己的拷貝構造函數。

             

             

            詳情參見:《深度探索C++對象模型》

            《C++反匯編與逆向分析技術揭秘》

              http://portals.devx.com/tips/Tip/13625

            MSDN:http://msdn.microsoft.com/en-us/library/x0c54csc.aspx

             http://msdn.microsoft.com/en-us/library/x0c54csc.aspx

             

            posted on 2012-06-30 22:32 zssure 閱讀(134) 評論(0)  編輯 收藏 引用
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