第五十课 C++对象模型分析（上）

1.回归本质

class是一种特殊的struct 在内存中class依旧可以看做变量的集合 class与struct遵循相同的内存对齐规则 class中的成员函数与成员变量是分开存放的 每个对象由独立的成员变量 所有对象共享类中的成员函数 值得思考的问题

50-1 对象内存布局初探

#include <iostream> #include <string> using namespace std; class A { int i; int j; char c; double d; public: void print() { cout << "i = " << i << "," << "j = " << j << "," << "c = " << c << "," << "d = " << d << endl; } }; struct B { int i; int j; char c; double d; }; int main() { A a; cout << "sizeof(A) = " << sizeof(A) << endl;//4+4+4+8 20bytes cout << "sizeof(a) = " << sizeof(a) << endl; cout << "sizeof(B) = " << sizeof(B) << endl;//4+4+4+8 20bytes a.print(); B* p = reinterpret_cast<B*>(&a); p->i = 100; p->j = 200; p->c = 'C'; p->d = 3.14; a.print(); return 0; } 运行结果 sizeof(A) = 24 sizeof(a) = 24 sizeof(B) = 24 i = 4197456,j = 0,c = ,d = 6.95323e-310 i = 100,j = 200,c = C,d = 3.14

2.C++对象模型分析

运行时的对象退化为结构体的形式 所有成员变量在内存中依次排布 成员变量间可能存在内存空隙 可以通过内存地址直接访问成员变量 访问权限关键字在运行时失效 类中的成员函数位于代码段中 调用成员函数时对象地址作为参数隐式传递 成员函数通过对象地址访问成员变量 C++语法规则隐藏了对象地址的传递过程

50-2 对象本质分析

面向对象不是C++专有的，依然可以用C语言来写 C语言中，对于一个类而言，成员函数和成员变量在内存里面是分开存放的，这一点非常重要，如果掌握了这些本质，就可以编写任何面向对象的代码

C++程序：50-2.cpp

#include <iostream> #include <string> 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 bytes 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语言中的程序：50-2.h ，50-2.c， main.c

50-2.h #ifndef _50_2_H_ #define _50_2_H_ typedef void Demo; 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 "malloc.h" struct ClassDemo { int mi; int mj; }; Demo* Demo_Create(int i, int j) { struct ClassDemo* ret = (struct ClassDemo*)malloc(sizeof(struct ClassDemo)); if (ret != NULL) { 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; } void Demo_Free(Demo* pThis) { free(pThis); Main.c #include "50-2.h" #include "malloc.h" int main() { Demo* d = Demo_Create(1, 2); // Demo* d = new Demo(1, 2); 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; Demo_Free(d); return 0; } 运行结果 d.mi = 1 d.mj = 2 Add(3) = 6

小结 C++中的类对象在内存布局上与结构体相同 成员变量和成员函数在内存中分开存放 访问权限关键字在运行时失效 调用成员函数时对象地址作为参数隐式传递