【深度探索c++对象模型】关于对象

Linux进程的五个段

BSS段：BSS段（bss segment）通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。BSS是英文Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配。

数据段：数据段（data segment）通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。

代码段：代码段（code segment/text segment）通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读, 某些架构也允许代码段为可写，即允许修改程序。在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等。

堆（heap）：堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）；当利用free等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）

栈(stack)：栈又称堆栈， 是用户存放程序临时创建的局部变量，也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量（但不包括static声明的变量，static意味着在数据段中存放变量）。除此以外，在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的进程栈中，并且待到调用结束后，函数的返回值也会被存放回栈中。由于栈的先进后出特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义上讲，我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。它是由操作系统分配的，内存的申请与回收都由OS管理。

成员函数虽然包含在类的声明之内，却不出现在对象中。每个非inline成员函数只会诞生一个函数实例。创建对象不会为成员函数分配空间，成员函数放在代码段，多个对象共享。

一、C++对象模型

nonstatic data members被配置于每一个class object之内，static data members则被存放在所有的class object之外。static 和nonstatic function members也被放在所有的class object之外，virtual function则以两个步骤支持之：

1.每一个class产生一堆指向virtual function的指针，放在virtual table中

2.每一个class object被添加了一个指针vptr，指向相关的virtual table，vptr的设定和重置都由每一个class的constructor，destructor和copy assignment运算符自动完成。

c++对象模型主要缺点是，如果应用程序代码本身未曾改变，但所用到的类对象的nonstatic数据成员有所修改，那么那些应用程序代码同样得重新编译

策略性正确的struct

把单一元素的数组放在一个struct的尾端，于是每个struct对象可以拥有可变大小的数组：

    struct mumble
    {
    /*stuff*/
    char pc[];
    };
    //String是某个字符串,申请一块内存空间，大小为结构体大小加上string这种数据的大小再加一个字节作为安全区
    struct mumble *pmumbl = (struct mumble*)malloc(sizeof(struct mumble) + sizeof(string)+);
    //把string的数据拷贝到结构体里pc[0]为起始位置的一片区域里
    strcpy(pmumbl->pc, String);

在网络传输、文件读取或其他什么特殊用途里，会用到一些特殊的结构体，这种结构体的特征是，其开始某部分的数据是固定用途，比如传输数据的大小和类型等控制命令，而后续的数据的长度和类型是变动的。
这个“变长”结构体就如问题中的（为了说明就稍加修改）：

struct Hd  {
//这里放入头部信息
int type;//后面携带数据的类型
//这里就是携带的数据
char pc[];
}; 

而c++中凡处于同一个access section的数据，必定保证以其声明顺序出现在内存布局当中。然而被放置在多个access section中的各笔数据，排列顺序就不一定了。

二、对象的差异

表现一个class object 需要的内存：

1.其nonstatic members的总和大小

2.加上任何由于alignment的需求而填补上去的空间（将数值调整到某数的倍数）(边界调整填补上的空间)

3.加上为了支持virtual而由内部产生的任何额外负担（vptr）

结构体中每个成员的地址是该成员对齐大小的整数倍，整个结构体大小是最大成员对齐大小的整数倍

一个指针，不管它指向哪一种数据类型，指针本身所需的内存大小是固定的。指针类型用于教导编译器如何解释某个特定地址中的内存内容及其大小。

指针的类型

一个指针，不管它指向哪一种数据类型，指针本身所需的内存大小是固定的。指向不同类型之各指针间的差异，既不在其指针表示法不同，也不在其内容（代表一个地址）不同，而是在其所寻址出来的object类型不同。也就是说，指针类型会教导编译器如何解释某个特定地址中的内存内容及其大小

一个类型为void*的指针只能够持有一个地址，而不能通过它操作所指对象的原因：无类型，编译器无法得知对象所占内存大小

class bear:public zooAnimal{...}

bear b;

zooAnimal *pz=&b;

bear *pb=&b;

pz,pb都指向bear object的第一个字节，差别是：pb所涵盖的地址包括整个bear object，而pz所涵盖的地址只包含bear object中的zooAnimal subobject。所以父类指针指向派生类对象，该指针不能操作派生类中独立的数据成员。

当一个base class object被直接初始化为一个派生类对象时，派生类对象会被切割塞入较小的base type内存中，于是多态不再呈现