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今天記錄學(xué)習(xí)的內(nèi)容是：C++對(duì)象模型分析！！！

本質(zhì)分析：
class是一種特殊的struct

• 在內(nèi)存中class依舊可以看做是變量的集合
• class與struct遵循相通的對(duì)齊準(zhǔn)則
• class中的成員函數(shù)與成員變量是分開(kāi)存放的
  *每個(gè)對(duì)象有獨(dú)立的成員變量
  *所有對(duì)象共享類中的成員函數(shù)
  下圖中的結(jié)果是什么？
  

上面的結(jié)果需要分情況討論，但是不管結(jié)果是多少，它們兩個(gè)都是相等的，因?yàn)閏lass本身就是一種特殊的struct。
下面來(lái)總結(jié)一下，結(jié)構(gòu)體的字節(jié)對(duì)齊，以及它在不同編譯器中的不同的對(duì)齊方式！

Linux系統(tǒng)下：GCC默認(rèn)為4字節(jié)對(duì)齊，有多個(gè)低字節(jié)類型的變量（這多個(gè)低字節(jié)類型（低于字節(jié)對(duì)齊的大小）的變量是連續(xù)存儲(chǔ)的，中間沒(méi)有其他高于4字節(jié)類型變量），則這多個(gè)低字節(jié)類型的變量組成后的字節(jié)總數(shù)，再與4字節(jié)對(duì)齊（即4的倍數(shù)）
windows下的VS編譯器：以最高字節(jié)類型的字節(jié)數(shù)對(duì)齊，同理有多個(gè)低字節(jié)類型的變量的話（這多個(gè)低字節(jié)類型的變量（低于對(duì)齊字節(jié)的大小）是連續(xù)存儲(chǔ)的，中間沒(méi)有其他類型變量），加在一起再與最大類型字節(jié)數(shù)做對(duì)比（即最大字節(jié)數(shù)的倍數(shù)）

注：
如果是這種情況下：

struct A {char s;int a;double b; };

則char s 與int a 合并后的字節(jié)總署為5<8，所以char s與int a 合并后再與8字節(jié)對(duì)齊，所以該結(jié)構(gòu)體的字節(jié)數(shù)為16，而不是24；
下面看一個(gè)例子：

#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; // 20 bytescout << "sizeof(a) = " << sizeof(a) << endl;cout << "sizeof(B) = " << sizeof(B) << endl; // 20 bytesa.print();//定義結(jié)構(gòu)體指針p指向A對(duì)象a，B* p = reinterpret_cast<B*>(&a);//通過(guò)結(jié)構(gòu)體指針p來(lái)操作對(duì)象a的內(nèi)容分p->i = 1;p->j = 2;p->c = 'c';p->d = 3;a.print();p->i = 100;p->j = 200;p->c = 'C';p->d = 3.14;a.print();return 0; }

運(yùn)行結(jié)果如下：

注意：以上是在linux上用gcc編譯器進(jìn)行編譯，所以結(jié)構(gòu)體的對(duì)齊方式是以4字節(jié)的對(duì)齊的，所以結(jié)果為20字節(jié)，如果放到vs上編譯，那么該結(jié)構(gòu)體的大小就為24字節(jié)。

同時(shí)，我們可以看出，我們可以通過(guò)將結(jié)構(gòu)體指針指向類對(duì)象來(lái)直接操作對(duì)象，這也說(shuō)明了，class是一種特殊的結(jié)構(gòu)體！！！

結(jié)論：
運(yùn)行時(shí)的對(duì)象，退化為結(jié)構(gòu)體的形式：

所有成員變量在內(nèi)存中依次排布

成員變量間可能存在內(nèi)存空隙

可以通過(guò)內(nèi)存地址直接訪問(wèn)成員變量

訪問(wèn)權(quán)限關(guān)鍵字在運(yùn)行時(shí)失效

類中的成員函數(shù)位于代碼段中

調(diào)用成員函數(shù)時(shí)，對(duì)象地址作為參數(shù)隱式傳遞

成員函數(shù)通過(guò)對(duì)象地址訪問(wèn)成員變量

C++語(yǔ)法規(guī)則隱藏了對(duì)象地址的傳遞過(guò)程

下面再看一個(gè)例子，來(lái)探討C++中對(duì)象的本質(zhì)：

以下C程序是用來(lái)模擬C++中的對(duì)象模型的：
50-2.h為：

#ifndef _50_2_H_ #define _50_2_H_typedef void Demo; //定義Demo為一個(gè)void類型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為：

#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為：

#include <stdio.h> #include "50-2.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; }

以上c程序，實(shí)現(xiàn)了C++對(duì)象的概念，等價(jià)于下面的C++程序：

#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;cout << "d.getI() = " << d.getI() << endl;cout << "d.getJ() = " << d.getJ() << endl;cout << "d.add(3) = " << d.add(3) << endl;return 0; }

總結(jié)：

C++中的類對(duì)象在內(nèi)存布局上與結(jié)構(gòu)體相同

成員變量和成員函數(shù)在內(nèi)存中是分開(kāi)存放的

訪問(wèn)權(quán)限關(guān)鍵字在運(yùn)行時(shí)失效

調(diào)用成員函數(shù)時(shí)，對(duì)象地址作為參數(shù)隱式傳遞

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【C++深度剖析教程28】C++对象模型分析的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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