C++基础知识之"面向对象模型理解"

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在C++中面向对象模型初探！

fengjingtu

C++对象模型可以概括为以下2部分：

1、语言中直接支持面向对象程序设计的部分，主要涉及如构造函数、析构函数、虚函数、继承（单继承、多继承、虚继承）、多态等等。

2、对于各种支持的底层实现机制。
在c语言中，“数据”和“处理数据的操作（函数）”是分开来声明的，也就是说，语言本身并没有支持“数据和函数”之间的关联性。在c++中，通过抽象数据类型（abstract data type，ADT），在类中定义数据和函数，来实现数据和函数直接的绑定。

概括来说，在C++类中有两种成员数据：static、nonstatic；三种成员函数：static、nonstatic、virtual。

基础知识

C++中的class从面向对象理论出发，将变量(属性)和函数(方法)集中定义在一起，用于描述现实世界中的类。从计算机的角度，程序依然由数据段和代码段构成。

C++编译器如何完成面向对象理论到计算机程序的转化？

换句话：C++编译器是如何管理类、对象、类和对象之间的关系

具体的说：具体对象调用类中的方法，那，c++编译器是如何区分，是那个具体的类，调用这个方法那?

思考下面的代码：

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#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	int a;//4
	int b;//4
	int c;//4
protected:
private:
};
class B
{
public:
	int a;//4
	int b;//4
	int c;//4
	static int d;//不占据类的内存
protected:
private:
};
class C
{
public:
	int a;//4
	int b;//4
	int c;//4
	void hello()//不占据类的内存,存储在代码区
	{
		cout << "hello" << endl;
	}
protected:
private:
};

class D
{
public:
	int a;//4
	int b;//4
	int c;//4
	void hello()//不占据类的内存,存储在代码区
	{
		cout << "hello" << endl;
	}
	static void hello2()//不占据类的内存,存储在代码区
	{
		cout << "hello" << endl;
	}
protected:
private:
};
void test_oop()
{
	cout << "sizeof(A)=" << sizeof(A) << endl;
	cout << "sizeof(B)=" << sizeof(B) << endl;
	cout << "sizeof(C)=" << sizeof(C) << endl;
	cout << "sizeof(D)=" << sizeof(D) << endl;//结果相同，都是12
}
//1、C++类对象中的成员变量和成员函数是分开存储的。C语言中的内存四区模型仍然有效！
//2、C++中类的普通成员函数都隐式包含一个指向当前对象的this指针。
//3、静态成员函数、成员变量属于类
//静态成员函数与普通成员函数的区别
//静态成员函数不包含指向具体对象的指针
//普通成员函数包含一个指向具体对象的指针
int maintest_oop()
{
	test_oop();
	cout<<"hello world"<<endl;
	system("pause");
	return 0;
}

编译器对属性和方法的处理机制

通过上面的案例，我们可以的得出：

1）C++类对象中的成员变量和成员函数是分开存储的

成员变量：

普通成员变量：存储于对象中，与struct变量有相同的内存布局和字节对齐方式

静态成员变量：存储于全局数据区中

成员函数：存储于代码段中。

问题出来了：很多对象共用一块代码？代码是如何区分具体对象的呢？

换句话说：int getK() const { return k; }，代码是如何区分，具体obj1、obj2、obj3对象的k值？

我们一起看看C++编译器对普通成员函数的内部处理：

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class Test
{
public:
	Test(int i)
    {
        m = i;
    }
    int getM()
    {
        return m;
    }
protected:
private:
    int m;	
};

Test a(10);
a.getM();
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struct Test
{

    int m;	
};
void Test_initialize(Test * pthis,int i)
{
    pThis->m = i;
}
int Test_getI(Test * pThis)
{
    return pThis->m;
}

Test a;
Test_initialize(&a,10)
Test_getI(&a);

总结

C++类对象中的成员变量和成员函数是分开存储的。C语言中的内存四区模型仍然有效！
C++中类的普通成员函数都隐式包含一个指向当前对象的this指针。
静态成员函数、成员变量属于类
静态成员函数不包含指向具体对象的指针
普通成员函数包含一个指向具体对象的指针

this指针

若类成员函数的形参 和 类的属性，名字相同，通过this指针来解决

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class Test
{
public:
	Test(int i)
    {
       this->i = i;
    }
    int i;	
};

类的成员函数可通过const修饰，请问const修饰的是谁?

全局函数PK成员函数

把全局函数转化成成员函数，通过this指针隐藏左操作数

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Test add(Test &t1, Test &t2)
Test add(Test &t2)

把成员函数转换成全局函数，多了一个参数

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void printAB()
void printAB(Test *pthis)

函数返回元素和返回引用

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Test& add(Test &t2) //*this //函数返回引用
{
	this->a = this->a + t2.getA();
	this->b = this->b + t2.getB();
	return *this; //*操作让this指针回到元素状态
} 

Test add2(Test &t2) //*this //函数返回元素
{
	//t3是局部变量
	Test t3(this->a+t2.getA(), this->b + t2.getB()) ;
	return t3;
}