一. C/C++ 語(yǔ)言中的方法和數(shù)據(jù)
??? 1. C語(yǔ)言的數(shù)據(jù)和方法???? 語(yǔ)言中數(shù)據(jù)和處理(函數(shù))是分開(kāi)的，語(yǔ)言本身不支持?jǐn)?shù)據(jù)和函數(shù)的關(guān)聯(lián)性。這種方法我們稱(chēng)之為：程序性的；它是由"分布在各個(gè)以功能為導(dǎo)向的函數(shù)中"d的算法所驅(qū)動(dòng)，它們處理的是共同的數(shù)據(jù)。
???? 2. C++語(yǔ)言數(shù)據(jù)和方法
???? C++中是通過(guò)ADT(Abstract Data Type, ADT)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 C++可以在不同層次上進(jìn)行抽象，造成的復(fù)雜度可能也不一樣。
???? 書(shū)中從簡(jiǎn)單到復(fù)雜四個(gè)層次的抽象: 簡(jiǎn)單類(lèi)、繼承、一個(gè)參數(shù)的Template、兩個(gè)參數(shù)的模板。
二.C++加上封裝后的布局成本(Layout Costs for Adding Encapsulation)
??? 1. C++中的對(duì)象的布局
??? a. data member:? 直接的包涵在每一個(gè)class object(注意: 類(lèi)對(duì)象，不是類(lèi))之中，這和C struct的情況是一樣的
??? b. member function: 它不出現(xiàn)在class object 之中.
?????? non-inline member: 它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)行數(shù)的實(shí)體. 如果是非static的funciton, 每個(gè)function會(huì)加上一個(gè)this指針作為function的第一個(gè)參數(shù).
?????? inline member: 會(huì)在每一個(gè)使用者身上產(chǎn)生一個(gè)函數(shù)的實(shí)體。這一般是為了提高效率。
???
??? 2. C++布局和存取上的額外開(kāi)銷(xiāo)
??? a. virtual function 機(jī)制: 用以支持一個(gè)有效的"執(zhí)行期綁定(runtime binding)"?
??? b. virtual base class
三. C++對(duì)象模型(The C++ Object Model)
??? 1. 簡(jiǎn)單對(duì)象模型(A Simple Object Model)
??? 這種模型中，每個(gè)object是一系列的slots, 每個(gè)slot指向一個(gè)member. 每個(gè)member按其申明的次序各占用一個(gè)slot. 這里的member包括data member 和 function member. 每個(gè)member是通過(guò)slot的索引來(lái)訪(fǎng)問(wèn)的。
??? 具體的模型參看:?
??? 
??? 2. 表格驅(qū)動(dòng)模型(A Table-driven Object Model)
??? 這種模型中把class object的members分組放在一個(gè)data member table 和一個(gè)function member table中，class object內(nèi)含兩個(gè)指向table的指針. member function table 是一系列的slots, 每個(gè)slot指向一個(gè)function member. data member table 則是直接的包涵有data本身。
??? 具體的模型參看:?
??? 
??? 3. C++對(duì)象模型(The C++ Object Model)
??? C++的對(duì)象模型如下:
??? a. nostatic data members 被直接的配置在每一個(gè)class object之內(nèi)。
??? b. static data member 、static 和 nonstatic function members全部被放在所有的class object 之外。
??? c. virtual functions 則是以下列步驟支持的：
??????? i. 每一個(gè)class 產(chǎn)生一堆指向virtual functions的指針，放在表格之中，我們稱(chēng)這個(gè)表格為：virtual table(vtbl).
?ii. 每個(gè)得class object 被添加了一個(gè)指針，指向相關(guān)的virtual table，我們把class object的這個(gè)指針?lè)Q之為vptr(virtual pointer)；這個(gè)vptr的設(shè)定和重置是由類(lèi)的constructor、destructor 和 copy assignment 運(yùn)算符自動(dòng)完成的；每個(gè)類(lèi)的type_info object也是經(jīng)由virtual table指出的，通常是放在表格的第一個(gè)slot處。
??? 具體的模型參看:?
??? 
?
??? d. 加上繼承(Adding Inheritance)
??? 在 A Simple Object Model 中，每一個(gè)基類(lèi)可以被derived class object的一個(gè)slot指出，該slot內(nèi)含base class subobject的地址。
??? 在虛擬繼承的情況下，base class 不管在繼承鏈中被派生多少次，永遠(yuǎn)只有一個(gè)實(shí)體(subobject). 書(shū)中以iostream繼承體系說(shuō)明。
??? C++中的base class subobject的data members直接放置于derived class object中。那么它的function members是怎么處理的呢？(我沒(méi)有理解這塊)
??? 對(duì)于virtual base class, C++ 2.0 是在class object中添加一個(gè)關(guān)聯(lián) virtual base class object的指針。
??? e. 對(duì)象模型對(duì)程序的影響
??? 我覺(jué)得書(shū)上的這段代碼非常好的體現(xiàn)了不同模型對(duì)程序的影響
??? 預(yù)定義 class X 如下：
???
class
?X
{
public
:
????
virtual
?
~
X()
{??}
????X
&
?X(
const
?X
&
?rhs)
{??}
????
virtual
?
void
?foo()
{??}
}
//
?定義一個(gè)方法
X?foobar()
{
????X?xx;
????X?
*
px?
=
?
new
?X();
????
//
?
????xx.foo();
????px
->
foo();
????
//
????delete?px;
????
return
?xx;
}
//
?這個(gè)函數(shù)可能的轉(zhuǎn)化為：
void
?foobar(X
&
?_result)
{
????_result.X::X();
?
????
//
????px?
=
?
new
(?
sizeof
(X)?);
????
if
(px?
!=
?
0
)
????????px
->
X::X();
????
//
?這里是不使用virtual?機(jī)制的foo調(diào)用
????
//
?注意這里的調(diào)用方法，不是用vtbl,?
????
//
?這樣如果有從class?X?繼承的類(lèi)初始化或賦值給X基類(lèi)時(shí)，
????
//
?調(diào)用foo的方法是X的方法,?是編譯時(shí)確定的
????foo(
&
_result);
????
//
?是用virtual?機(jī)制的foo調(diào)用,?它是運(yùn)行時(shí)確定的
?(
*
px
->
vtbl[
2
])(px);
?????
//
?delete?px?
?????
if
(px?
!=
?
0
)
?
{
?????????(
*
px
->
vtbl[
1
])(px);??
//
?destructor
?????????_delete(px);
?????}
?????
//
?
?????
return
?;
四. 關(guān)鍵詞所帶來(lái)的差異(A Keyword Distinction)
??? 討論了class 和 struct 的差異和選擇
五. 對(duì)象的差異( A Object Distinction)
??? 1. C++程序設(shè)計(jì)模型支持三種programming paradigms.
??? a. 程序模型(procedural model) 就是像 C 一樣進(jìn)行編程
??? b. 抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型模型(abstract data type model, ADT) 用對(duì)象進(jìn)行編程
??? c. 面向?qū)ο竽Ｐ?object-oriented model)
??? 模型中有一些彼此相關(guān)的類(lèi)型，通過(guò)一個(gè)抽象的base class被封裝起來(lái)(也就是：接口)。類(lèi)型之間的操作是通過(guò)接口進(jìn)行的。
??? 純粹的以一種paradigm寫(xiě)程序是好的.(哈哈，好像這不太可能，我還做不到)
???二.?面向?qū)ο竽Ｐ?object-oriented model)
??? a . C++中多態(tài)支持性的支持是通過(guò): pointer 和 reference來(lái)實(shí)現(xiàn)的.
??? 多態(tài)通過(guò)下面三種方法來(lái)支持:
??????? i. 經(jīng)由一組隱含的轉(zhuǎn)化操作:???shape *ps = new circle();
??????? ii. 經(jīng)由virtual function 機(jī)制??ps->rotate();
??????? iii. 經(jīng)由 dynamic_cast和typeid來(lái)支持:
???????????? if(circle *pc = dynamic_cast<circle*>(ps)) ...
???多態(tài)內(nèi)存需求
?????? i. 其 nonstatic data members 的總和大小
?????? ii. 任何字節(jié)對(duì)齊的額外填充(padding)
?????? iii. 支持virtual 而產(chǎn)生的額外負(fù)擔(dān)
????
??? b. 指針的類(lèi)型
??? "指向不同類(lèi)型的各指針"的差異，不在于其指針的表示法不同，也不在于其內(nèi)容的不同， 而是其尋址出來(lái)的object的類(lèi)型不同。也就是說(shuō)"指針類(lèi)型"會(huì)教導(dǎo)編譯器如何解釋某個(gè)特定地址中的內(nèi)存內(nèi)容及其大小.
????c. ?加上多態(tài)之后(Adding Polymorphism)
??? 以如下為例:????
?1
class
?Bear?:?
public
?ZooAnimal
?2
{?
?3
public
:?
?4
????Bear();?
?5
????
~
Bear();?
?6
?7
????
//
??
?8
????
void
?rotate();?
?9
????
virtual
?
void
?dance();?
10
11
????
//
??
12
protected
:?
13
????
enum
?Dances?
{??}
;?
14
15
????Dances?dances_known;?
16
????
int
?cell_block;?
17
}
;?
18
19
/**/
///
20
Bear?b(?
"
Yogi
"
?);?
21
Bear?
*
pb?
=
?
&
b;?
22
Bear?
&
rb?
=
?
*
pb;?
23
??? 具體的內(nèi)存布局如?
????
??? 
??? //
??? 現(xiàn)有???
1?Bear?b;
2?ZooAnimal?*pz?=?&b;
3?Bear?*pb?=?&b;
4?
以上每個(gè)都指向Bear object的第一個(gè)byte，其間的差別是，pb所涵蓋的地址包含整個(gè)的Bear object, 而pz所涵蓋的地址只包含Bear object中的 ZooAnimal subobject部分。你只能用pz來(lái)處理Bear中的virtual functions, 而不能直接的處理Bear中的其他任何members.
??? 注意pz的類(lèi)型將在編譯時(shí)確定以下兩點(diǎn):
???? i. pz固定的可用接口
??? ?ii. pz的接口的access level；因?yàn)樽宇?lèi)的access level可能是不同于基類(lèi)的，編譯時(shí)會(huì)檢測(cè)是否可以轉(zhuǎn)換。
??? e. 對(duì)象賦值問(wèn)題
?
?Bear?b;?
?ZooAnimal?za?
=
?b;?
?
//
?ZooAnimal::rotate()?invoked?
?za.rotate();?
????這里有兩個(gè)問(wèn)題
????i. za為什么調(diào)用的是ZoomAnimal::rotate的實(shí)體而不是 Bear的實(shí)體?
?? 答：za并不是一個(gè)Bear, 它只是一個(gè)ZoomAnimal, 多態(tài)的這種特性不能用在直接存取的objects上。所以? za.rotate()調(diào)用只能是 ZooAnimal::rotate()
????ii. 如果初始化函數(shù)將一個(gè)object的內(nèi)容完全拷貝到另一個(gè)object中去，為什么za的vpt不是指向Bear的virtual table呢？
????答：編譯器在初始化或賦值操作時(shí)，如果某個(gè)object含有一個(gè)或多個(gè)vptrs, 那么這些vptrs的內(nèi)容不會(huì)被原對(duì)象初始化或改變.
?例如上例的 ZooAnimal za = b, 這里的vptr并不會(huì)被 b 的vptr所替代.
???
???
???
???
?
?
?