掀起你的盖头来——谈VC++对象模型

一个C++程序员，想要进一步提升技术水平的话，应该多了解一些语言的语意细节。对于使用VC++的程序员来说，还应该了解一些VC++对于C++的诠释。Inside the C++ Object Model虽然是一本好书，然而，书的篇幅多一些，又和具体的VC++关系小一些。因此，从篇幅和内容来看，译者认为本文是深入理解C++对象模型比较好的一个出发点。

这篇文章以前看到时就觉得很好，旧文重读，感觉理解得更多一些了，于是产生了翻译出来，与大家共享的想法。虽然文章不长，但时间有限，又若干次在翻译时打盹睡着，拖拖拉拉用了小一个月。

一方面因本人水平所限，另一方面因翻译时经常打盹，错误之处恐怕不少，欢迎大家批评指正。

1 前言

了解你所使用的编程语言究竟是如何实现的，对于C++程序员可能特别有意义。首先，它可以去除我们对于所使用语言的神秘感，使我们不至于对于编译器干的活感到完全不可思议；尤其重要的是，它使我们在Debug和使用语言高级特性的时候，有更多的把握。当需要提高代码效率的时候，这些知识也能够很好地帮助我们。

本文着重回答这样一些问题：
 * 类如何布局？
 * 成员变量如何访问？
 * 成员函数如何访问？
 * 所谓的“调整块”（adjuster thunk）是怎么回事？
 * 使用如下机制时，开销如何：
 * 单继承、多重继承、虚继承
 * 虚函数调用
 * 强制转换到基类，或者强制转换到虚基类
 * 异常处理
首先，我们顺次考察C兼容的结构（struct）的布局，单继承，多重继承，以及虚继承；

接着，我们讲成员变量和成员函数的访问，当然，这里面包含虚函数的情况；
再接下来，我们考察构造函数，析构函数，以及特殊的赋值操作符成员函数是如何工作的，数组是如何动态构造和销毁的；
最后，简单地介绍对异常处理的支持。

对每个语言特性，我们将简要介绍该特性背后的动机，该特性自身的语意（当然，本文决不是“C++入门”，大家对此要有充分认识），以及该特性在微软的VC++中是如何实现的。这里要注意区分抽象的C++语言语意与其特定实现。微软之外的其他C++厂商可能提供一个完全不同的实现，我们偶尔也会将VC++的实现与其他实现进行比较。

2 类布局

本节讨论不同的继承方式造成的不同内存布局。

2.1 C结构（struct）

由于C++基于C，所以C++也“基本上”兼容C。特别地，C++规范在“结构”上使用了和C相同的，简单的内存布局原则：成员变量按其被声明的顺序排列，按具体实现所规定的对齐原则在内存地址上对齐。所有的C/C++厂商都保证他们的C/C++编译器对于有效的C结构采用完全相同的布局。这里，A是一个简单的C结构，其成员布局和对齐方式都一目了然。

struct A {
char c;
int i;
};

译者注：从上图可见，A在内存中占有8个字节，按照声明成员的顺序，前4个字节包含一个字符（实际占用1个字节，3个字节空着，补对齐），后4个字节包含一个整数。A的指针就指向字符开始字节处。

2.2 有C++特征的C结构

当然了，C++不是复杂的C，C++本质上是面向对象的语言：包含继承、封装，以及多态。原始的C结构经过改造，成了面向对象世界的基石——类。除了成员变量外，C++类还可以封装成员函数和其他东西。然而，有趣的是，除非为了实现虚函数和虚继承引入的隐藏成员变量外，C++类实例的大小完全取决于一个类及其基类的成员变量！成员函数基本上不影响类实例的大小。

这里提供的B是一个C结构，然而，该结构有一些C++特征：控制成员可见性的“public/protected/private”关键字、成员函数、静态成员，以及嵌套的类型声明。虽然看着琳琅满目，实际上只有成员变量才占用类实例的空间。要注意的是，C++标准委员会不限制由“public/protected/private”关键字分开的各段在实现时的先后顺序，因此，不同的编译器实现的内存布局可能并不相同。（在VC++中，成员变量总是按照声明时的顺序排列）。

美）简  格雷
程化 译
点击查看全文： http://blog.csdn.net/xueyong1203/archive/2009/05/23/4211023.aspx