C++基本概念在编译器中的实现

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1、C++基本概念在编译器中的实现对于C++对象模型,相信很多程序员都耳熟能详。本文试图通过一个简单的例子演示一些C++基本概念在编译器中的实现,以期达到眼见为实的效果。  1、对象空间和虚函数  1.1对象空间  在我们为对象分配一块空间时,例如:  CChild1*pChild=newCChild1();  这块空间里放着什么东西?  在CChild1没有虚函数时,CChild1对象空间里依次放着其基类的非静态成员和其自身的非静态成员。没有任何非静态成员的对象,会有一个字节的占位符。  如果CChild1有虚函数,VC6编译器会在对象空间的最前面加一个指针

2、,这就是虚函数表指针(Vptr:Virtualfunctiontablepointer)。我们来看这么一段代码:classCMember1{public:CMember1(){a=0x5678;printf("构造CMember1");}~CMember1(){printf("析构CMember1");}inta;};classCParent1{public:CParent1(){parent_data=0x1234;printf("构造CParent1");}virtual~CParent1(){printf("析构CParent1");

3、}virtualvoidtest(){printf("调用CParent1::test()");}voidreal(){printf("调用CParent1::test()");}intparent_data;};classCChild1:publicCParent1{public:CChild1(){printf("构造CChild1");}virtual~CChild1(){printf("析构CChild1");}virtualvoidtest(){printf("调用CChild1::test()");}voidre

4、al(){printf("调用CChild1::test()");}CMember1member;staticintb;};  CChild1对象的大小是多少?以下是演示程序的打印输出:---->派生类对象对象地址0x00370FE0对象大小12对象内容00370FE0:004101040000123400005678vptr内容00410104:004016a00040164000401f70  CChild1对象的大小是12个字节,包括:Vptr、基类成员变量parent_data、派生类成员变量member。Vptr指向的虚函数表(VTabl

5、e)就是虚函数地址组成的数组。  1.2Vptr和VTable  如果我们用VC自带的dumpbin反汇编Debug版的输出程序:dumpbin/disasmtest_vc6.exe>a.txt  可以在a.txt中找到:?test@CChild1@@UAEXXZ:00401640:55pushebp...??_ECChild1@@UAEPAXI@Z:004016A0:55pushebp  可见VTable中的两个地址分别指向CChild1的析构函数和CChild1的成员函数test。这两个函数是CChild1的虚函数。如果打印两个CChild1对象的内容

6、,可以发现它们Vptr是相同的,即每个有虚函数的类有一个VTable,这个类的所有对象的Vptr都指向这个VTable。  这里的函数名是不是有点奇怪,附录二简略介绍了C++的NameMangling。  1.3静态成员变量  在C++中,类的静态变量相当于增加了访问控制的全局变量,不占用对象空间。它们的地址在编译链接时就确定了。例如:如果我们在项目的Link设置中选择“Generatemapfile”,build后,就可以在生成的map文件中看到:0003:00002e18?b@CChild1@@2HA00414e18test1.obj  从打印输出,我

7、们可以看到CChild1::b的地址正是0x00414E18。其实类定义中的对变量b的声明仅是声明而已,如果我们没有在类定义外(全局域)定义这个变量,这个变量根本就不存在。  1.4调用虚函数  通过在VC调试环境中设置断点,并切换到汇编显示模式,我们可以看到调用虚函数的汇编代码:16:pChild->test();(1)movedx,dwordptr[pChild](2)moveax,dwordptr[edx](3)movesi,esp(4)movecx,dwordptr[pChild](5)calldwordptr[eax+4]  语句(1)将对象地址

8、放到寄存器edx,语句(2)将对象地址处的Vptr装入寄存器eax

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