第50课 C++对象模型分析（上）-白红宇

第50课 C++对象模型分析（上）

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发布时间：2019-06-18

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1. 回归本质

（1）class是一种特殊的结构体

　　①在内存中class依旧可以看作变量的集合

　　②class与struct遵循相同的内存对齐规则

　　③class中的成员函数与成员变量是分开存放的。即每个对象有独立的成员变量，但所有对象共享类中的成员函数。

【编程实验】对象内存布局初探

#include 
     
      #include 
      
        using namespace std; class A{    //默认访问权限为private    int i;    int j;    char c;    double d; public:    void print()    {        cout << "i = " << i << ", "             << "j = " << j << ", "             << "c = " << c << ", "             << "d = " << d << endl;    }}; struct B{    //默认访问权限为public    int i;    int j;    char c;    double d;  }; int main(){    A a;       //class和struct在内存布局上是一样的。大小相同    cout << "sizeof(A) = " << sizeof(A) << endl; //24 bytes    cout << "sizeof(a) = " << sizeof(a) << endl; //24 bytes    cout << "sizeof(B) = " << sizeof(B) << endl; //24 bytes       cout << endl;       a.print();     cout << endl;       B* p = reinterpret_cast
       
        (&a); //将类强制转化结构体       //利用结构体对类的private成员进行赋值(注意是private成员)    //说明class在运行时,private访问权限只在编译期起作用。    p->i = 100;    p->j = 200;    p->c = 'C';    p->d = 3.14;       a.print(); //class中的private成员被改变       return 0;}

/*输出结果

sizeof(A) = 24

sizeof(a) = 24

sizeof(B) = 24

i = 4202544, j = 65535, c = , d = 8.69169e-311

i = 100, j = 200, c = C, d = 3.14

（2）运行时的对象退化为结构体的形式

　　①所有成员变量在内存中依次排布

　　②成员变量间可能存在内存空隙

　　③可以通过内存地址直接访问成员变量

　　④访问权限关键字在运行时失效

2. C++对象模型

（1）类中的成员函数位于代码段中

（2）调用成员函数时对象地址作为参数隐式传递

（3）成员函数通过对象地址访问成员变量

（4）C++语法规则隐藏了对象地址的传递过程

【编程实验】对象本质分析（用C写面向对象）

//C++示例

#include 
     
      #include 
      
        using namespace std; class Demo{    int mi;    int mj; public:    Demo(int i, int j)    {        mi = i;        mj = j;    }       int getI()    {        return mi;    }       int getJ()    {        return mj;    }       int add(int value)    {        return mi + mj + value;    }}; int main(){    Demo d(1, 2);       cout << "sizeof(d) = " << sizeof(d) << endl;  //8    cout << "d.getI() = " << d.getI() << endl;    //1    cout << "d.getJ() = " << d.getJ() << endl;    //2    cout << "d.add(3) = " << d.add(3) << endl;    //6       return 0;}

//C语言模拟面向对象

//50-2.h

#ifndef _50_2_H_#define _50_2_H_ typedef void Demo; //声明成员函数(接口)Demo* Demo_Create(int i, int j);int Demo_GetI(Demo* pThis);int Demo_GetJ(Demo* pThis);int Demo_Add(Demo* pThis, int value);void Demo_Free(Demo* pThis); #endif

//50-2.c

#include "50-2.h"#include 
     
       //利用C语言来实现面向对象 //定义结构体struct ClassDemo{   int mi;   int mj;}; //实现各成员函数（带this指针） //构造函数Demo* Demo_Create(int i, int j){    struct ClassDemo* ret = (struct ClassDemo*)malloc(sizeof(struct ClassDemo));       if(ret != 0)    {        ret ->mi = i;        ret ->mj = j;    }       return ret;} int Demo_GetI(Demo* pThis){    struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;       return obj->mi;} int Demo_GetJ(Demo* pThis){    struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;       return obj->mj;} int Demo_Add(Demo* pThis, int value){    struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;       return obj->mi + obj->mj + value;} //析构函数void Demo_Free(Demo* pThis){    free(pThis);}

//main.c

#include 
     
      #include "50-2.h" int main(void){    Demo* d = Demo_Create(1, 2);  //Demo* d = new Demo(1, 2);       //各函数调用中，传处this指针:d    printf("d.mi = %d\n", Demo_GetI(d));      //d->getI();    printf("d.mj = %d\n", Demo_GetJ(d));      //d->getJ();    printf("Add(3) = %d\n", Demo_Add(d, 3));  //d->add(3);     //d->mi = 100; //相当于私有变量，不能直接通过this指针(d)来访问       Demo_Free(d);       return 0;}