《深度探索C++对象模型》第四章 Function语意学

member function相对于nonmember function之间不存在效率之间的差别，因为编译器内部已经将“member 函数实体”转化为对等的“nonmember 函数实体”，转化过程：

1.改写函数的函数原型，以安插一个额外的参数到member function中，用于提供一个存储管道，使class object得以调用该函数，该额外参数被称为this指针。

2.将每一个“对nonstatic data member的存取操作”改为经由this指针来存取

3.将成员函数重新写成一个外部函数，对函数名称进行“mangling”处理，使它在程序中成为独一无二的词汇。

名字的特殊处理（name mangling）

一般而言，member的名字前会被加上class 的名称，形成独一无二的命名，例如：

Class Bar{public: int val;}
class Foo:public Bar{public int val;}
//Foo 的内部
class Foo
{
public :
int ival_3bar;
int ival_3foo;
}

不管要处理哪一个ival，都可以通过“name mangling”，都可以绝对清楚地指出来，由于member functions可以被重载化（overloaded），所以需要更广泛的mangling手法，以提供绝对独一无二的名称。

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Virtual Member Funtion（虚成员函数）

如果normalize（）是一个virtual member function，那么

ptr->normalize();
//将会被内部转化为下面这样
(*ptr->vptr[1])(ptr);

1.vptr表示由编译器产生的指针，指向virtual table，它被安插在每一个“声明有或继承自一个或多个virtual functions”的class object中，事实上其名称也会“mangled”，因为在一个复杂的class派生体系中，可能会存在多个vptrs。

2.1是virtual table slot的索引值，关联到normailize（）函数

3.第二个ptr表示this指针。

为了支持virtual function机制，必须首先能够对多态对象有某种形式的“执行器类型判断法”，在C++中，多态表示“以一个public base class 指针（或reference）寻址出一个derived class object”的意思。

多态又可分为passive（消极）和active（积极）

Point*ptr=new Point2d;
ptr=new Point3d;//这是消极的

ptr的多态机能主要扮演一个传送机制的角色，经由它，我们可以在程序的任何地方采用一组public derived类型，这种多态形式被称为是passive的，可以在编译期完成（virtual base class除外）

当被指出的对象真正被使用时，多态也就变成了active的了，下面对于virtual function的调用

ptr->z();//active的多态

其中z（）是一个virtual function，那么什么信息才能让我们在执行期调用正确的z（）实体？我们要知道：

1.ptr所指对象的真实类型，这可使我们选择正确的z（）实体。

2.z（）实体位置，以便我们能够调用它。

在实现上，可以在每一个多态的class object身上添加两个members

1.一个字符串或者数字，表示class 的类型。

2.一个指针，指向某表格，表格中带有程序的virtual functions的执行期地址。

表格中的virutual functions地址如何被构建的？

在编译时期（由上面的ptr=new Point3d可知）就可以获得virtual function的地址，此外，这一组地址是固定不变的，执行期不可能新增或替换之，由于程序执行时，表格的大小和内容都不会发生改变，所以其构建和存取都可以由编译器完全掌握，不需要执行器的任何接入。

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上面是准备好地址，接下来是如何寻址：

1.为了找到表格，每一个class object被安插上一个由编译器内部产生的指针，指向该表格。

2.为了找到函数地址，每一个virutual function被指派一个表格索引值。

执行期要做的，只是在特定的记录着virutual function的地址激活virutal function

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一个class只会有一个virtual table，每一个table内涵其对应的class object中所有的active virtual functions函数实体的地址，这些active virtual function包括：

1.这个class 所定义的函数实体，它会改写（overriging）一个可能存在的base class virtual function函数实体。

2.继承自base class的函数实体，这是在derived class决定不该写virtual function时才会出现的情况。

3.一个pure_virtual_called()函数的实体。

每一个virtual function都派有一个固定的索引值，这个索引值在整个继承体系中与特定的virtual function相关联。



当B继承自A的时候：

1.它可以继承base class所声明的virutal functions的函数实体，正确的说，是该函数实体的地址会被拷贝到派生类的virtual table相对应的slot中

2.它可以使用自己的函数实体，这表示它自己的函数实体地址必须放在对应的slot中。

3.它还可以加入一个新的virtual function。这时候virtual table的尺寸会增大一个slot，而新的函数实体地址也会放进该slot中。

如果我有这样一个函数调用：

ptr->z();

那么我怎么拥有足够多的只是在编译时期设定virtual function调用呢？

1.一般而言，我们不知道ptr所指对象的真正类型，但是我们可以知道，经由ptr可以存取到该对象的virtual table；

2.虽然我们不知道哪一个z（）会被调用，但我知道每一个z（）函数的地址都被放在slot4中，这样我们就可以转化为：

（*ptr->vptr[4]）(ptr);

以上只包含单继承

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多继承下的虚函数



（图太难画了，我直接截书里的图吧）

在多重继承下，一个派生类内涵n个virtual table，n是上一层base classes的数目，针对每一个virtual tables，derived对象中有对应的vptr。