深度探索C++对象模型<八>

发表于

Member的各种调用方式

Nonstatic Member Functions

由于C++的一个设计标准就是使得nonstatic member function要有和一般的nonmember function有相同的效率；

这就带来了一个变化，就是编译器内部会将nonstatic member function转换为等价的nonmember function实体；

转化步骤：

  • 改写函数的原型，安插一个新的参数，即this指针；
  • 将每一个对nontatic data member的存取操作改写为通过this指针的操作；
  • 将member function改写成一个外部函数，修改函数名称；

例如一个这样的函数：

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Point3d Point3d::normalize() const
{
    register float mag = magnitude();
    Point3d normal;
    normal.x = x/mag;
    normal.y = y/mag;
    normal.z = z/mag;
}

将可能会改写成：

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void normalize_7Point3dFv(register const Point3d *const this, Point3d &__result)
{
    register float mag = this->magnitude();
    __result.Point3d::Point3d(this->x/mag, this->y/mag, this->z/mag);
    return;
}

特别的，编译器内部会对名称进行mangling处理，虽然目前处理方式没有统一的标准，但一般来说会在member名称前面加上类名，甚至为了保证重载的操作，会加上函数参数的类型，当然如果声明了extern C，就会抑制了这种效果，这也是extern关键字的一个重要功能。

有时我们看到的编译器报错，显示了非常奇怪的函数名称报错，往往就是因为name mangling的原因。

Virtual member functions

如果normalize()是一个虚函数，那么以下调用会转化为：

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ptr->normalize();
(*ptr->vptr[1])(ptr);

1就是virtual function slot的索引值，关联到normalize()函数。

而如果里面的magnitude()函数也是虚函数，那么由于normalize会先调用，决定了object的类型，所以编译器会使用更加明确的调用方式，而不是(*ptr->vptr[2])(ptr);例如：

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register float mag = Point3d::magnitude();

Static Member Functions

如果normalize是一个静态函数，那么这两种调用会变为:

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obj.normalize();
prt->normalize();
//会转为
normalize_7Point3dSFv();

由于static member function没有this指针，所以：

  • 不能直接存取其中class的nonstatic members；
  • 不能被声明为const, volatile或者virtual；
  • 不需要经由对象调用（但是如果static member是一个private，就很可能要依赖于对象）；

如果要取一个static member function的地址，那么其类型会是：unsigned int (*)();