濚度探索C++对象模型( inside The C++ Object Mode) vc工 2 2va protec float 更进一步来说,不管哪一种形式,它们都可以被参数化,可以是坐标类型的 参数化 temp-ate class type class point3d Pointed( type x=0,0. type y=0.0, type 2=0.0 void x( type xval ) x=vali type 也可以是坐标类型和坐标数目两者都参数化: template class type, int din public point(): Point( type ccords( dimi)( for t int i: dex =0; index s dim: index++ types operator[]( int index )t assert( index dim && index >=0 return co。:ds[ index]; type opcrator(t int index )cons t same as non-const insta.ce *
第1章关于对象( Object Lessons e Lc pr-vat rds[ dim. 1 tenrlate class type -nt dir.> otre盘nS eam & os, const Boint< t for int :x =Ci ix dim 1i ptI 0s<<") 很明显,不只在程序风格上有截然的不同,在壁序的思考上也有明显的差异 有许多令人信服的讨论告诉我们,从软件工程的腿光来看,为什么“一个ADT或 class hierarchy的数据封装”比“在C程序中程序性地使用全局数据”好,但是 这些讨论往往被那些“被要求快速计个应用程序上马应战,并且执行起来又扶 又有效率”的程序员所忽略。竟C吸引力就在于它的精瘦和简易(相对于 C艹+m育) 在C艹+中实现3D坐标点,比在C中复杂:尤其是在使用 template的情 况下·但这不意味C艹就不夏有成力,或是(唔,从软件工程约眼光来看 更好。当然咬,更有威力或是更好,也不意味着使用上就更容易。 加上封装后的布局成本( ayout Costs for Adding Encapsulation) 程序员看到 Point3d转换到C++之后,第一个可能会问的问题就是:加上了 封装之后,布局成本增加了多少?答案是 class point3d并没有增加成本.三个data members直接内含在每一个 class object之中,就像 C struct的情况一样,而 member functions虽然合在cas声明之内,却不出现住 object之中,每一个 non-inline member function只会诞生…个函数实体.至于每一个“拥有零个或一小
深度探索C++对象模型( nside the C-+ Object Mode 定义”釣 inline function则会在其每个使用者(模块)身上产生一个函数实体 Pont3d支持封装性质,这一点并未节给它任何空间或执仨期的不良回应,你即 将看到,C++在布局以及存取时间上要的额夕负担是由 virtual引起,包指: ■ virtual function机制用以支持一个有效率的“执行期绑定 (runtime bindin ■ virtual base class用以实现“多次出现在继体系中的basc class,有一个单一而被共享的实体 此外,还有一些多重继承下的额外负担,发生在“一个 derived class和其第 二或后继之 base class的转换”之间.然面,一殷言之,并没有什么天生的理由 说C艹程序一定比其C兄弟庞大或迟缓 1.1C++对象模式(TheC++ Object Model) 在C→+中,有两种 class data members: static和 nonstatic,以及二三种clas member functions: statIc nonstatIc和 virtual.已知下面这个 class point声明 class Point Point( float xval virtuai - poirt( fioat x static int Point count(: protected: vi“ tual streat print( ostream &cs i const static int Foint court 这个 class point在机器中将会被怎么样表现呢?也就是说,我们如何嫫塑 ( modeling)出各种 data members和 function members呢? 6
第1章关于对象( Object Lessons) 简单对象模型( A Simple Object Model) 我们的第个模型十分简单,它可能是为了尽量减低C++编译器的设计复 杂度而开发出来的,赔上的则是空间和扒行期的效率,在这个笥单模型中,一个 object是…系列的sots,每一个slot指向一个 members. Members按其声明次 序,各被指定一个slot,每一个 data member或 function member都有自己的 人sot.图11可以说明这种模型 Point Point(icat) -Point float Point Point Counto m Point pt Point: print(ostream&) float Point: x int Point: point_count 图11简单对象模型 SImple Object Mode) 在这个简单模型中 members本身并不放在 object之中,只有“指向 member 的指针”才放在 object内.这么做可以避免" members有不同的类型,因而需要
深度探索C艹+对象模型( inside The C++ Objec:Moae) 不同的存健空间”所招致的问题。Ohct中的 members是以slot的素引值兴寻 址,本例之中x的索引是6, point count的索引是7。一个 chuss object的大 小很容易计算出来;“指针大小,乘以dass中所声明的 embers数目”便是 虽然这个模型并没有被应用于实际产品上,不过关于索引或sot数目的现 念,倒是被应用到C+的“指向成员的指针” pointer-to-member)观念之屮 表格驱动对象模型( A Table- driven Object Model) 为了对所有 classes的所有 objects都有一致的表达方式,另一种对象模型是 把所自与 members相关的信息袖兰来,放在一个 data member table和一个 lember tunction table之中, class object本身刈内含指向这两个表将的指针 ember function table是一系列的 slots,每一个slot指出…个 member function Data member table则直接含有data本身,如图12所示 point count Member data Table 付内含实际数据 Point pt 注:原图没有这条线,但我 认为应该有。特以虚线示之 Functian Member Table 〔为含函数地址 图12 Member Table对象模型( Member Table Object Mode)