在c++中,有两种数据成员:静态的和非静态的,以及三种类成员函数:静态的、非静态的和虚函数。
已知如下class Point声明:
class Point { public: Point(float xval); virtual ~Point(); float x() const; static int PointCount(); protected: virtual ostream& print (ostream &os) const; float _x; static int _point_count; };
考虑一个问题,class Point在机器中是怎么表现的呢?
- 简单对象模型
简单对象模型,是为了降低C++编译器的设计复杂度,赔上了空间和执行器的效率而开发出来的。
在这个模型中,一个对象是一系列的槽组成,每一个槽指向一个成员。成员按照声明顺序,又被单独指定各自的槽。在这里,我们可以把这里的槽理解为存储各个成员地址的内存空间。
在这个模型中,所有的类成员并不直接放在对象中,只有指向这些成员的指针才存放在对象里面,这样就可以避免成员有不同的类型而需要不同的存储空间。虽然这个模型并没有应用于实际产品中,但是这种设计模式却被应用到“指向成员的指针”概念中。
2.表格驱动对象模型
为了对类的所有对象都有一致的表达方式,表格驱动模型则把所有的成员信息抽出来,分别放在数据成员表和方法成员表中。类对象本身只含有两个指针,分别指向这两个表。而数据成员表则存放数据本身;方法成员表则存放指向不同方法的地址。
虽然这个模型也没有被真正的应用到c++编译器身上,但是方法成员表的观念却被用于支持c++的虚函数上。
3.C++对象模型
c++对象模型的最终产生实际上是从简单对象模型派生而来,并对内存空间和存取时间做了优化。在这个模型中,非静态数据成员被放在每一个类对象里面,静态数据成员则被放在类对象之外。静态和非静态的非成员函数也被房子啊所有类对象之外,而虚函数则用两个步骤来支持。
1)每一个类产生一堆指向虚函数的指针,放在一个表格中,这个表被称为虚表(virtual table)。
2)每个类对象被添加一个指针,指向相关的虚表。这个指针通常被称为vptr。