【深度探索C++对象模型读书笔记】【第4章】Function语意学

1、 C++支持三种类型的member functions，static、nonstatic和virtual，每一种类型被调用的方式都不相同。

2、C++的设计准则之一便是nonstatic member function至少必须和一般的nonmember
function有相同的效率。编译器内部会将member函数实例转换为对等的nonmember函数实例，转换步骤为：

a) 改写函数的signature以安插一个额外的参数this指针到member
function中，使class object可以调用该函数。其中，this是const指针，若该函数为const，则this指向的data也为const；

b) 将每一个对nonstatic data member的存取操作改为经由this指针来存取；

c) 将member function重新写成一个外部函数，将函数名称进行mangling处理；

此后，每一个函数调用操作也都必须转换，用以提供相应的实参。

3、 虚拟成员函数的转化步骤：

如果normalize()是一个virtual member function，那么以下的调用：

Ptr->normalize();将会被内部转化为：(*ptr->vptr[1])(ptr);

其中：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。事实上其名称也会被“mangled”，因为一个复杂的class派生体系中，可能存在有多个vptrs。1是virtual
table slot的索引值，关联到normalize()函数。第二个ptr表示this指针。

4、static member functions的主要特征是它没有this指针。以下的次要特性统统根源于其主要特性：

a) 它不能够直接存取其class中的nonstatic members。

b) 它不能够被声明为const,volatile或virtual。

c) 它不需要经由class object才被调用——虽然大部分时候它都是这样被调用的！

5、如果取一个static memberfunction的地址，获得的将是其在内存中的位置，也就是其地址。由于static member function没有this指针，所以其地址的类型并不是一个“指向class
member function的指针”，而是一个“nonmember函数指针”。

6、C++中，多态(polymorphism)表示以一个public base class指针或reference寻址出一个derived class object。识别一个class是否支持多态，唯一适当的方法试看它是否有任何virtual function。只要class拥有一个virtual
function，它就需要一份额外的执行期型别判断信息。

7、 在c++中，virtual functions在编译期间获知，这一组地址是固定不变的，执行期间不能新增或替换。

8、一个class只会有一个virtual table，其中内含对应class object中所有的active virtual functions函数实体的地址。这些active virtual functions包括：

a) 一个class定义的函数实体。它会改写(overriding)一个可能存在的base class virtual function函数实例。

b) 继承自base class的函数实例。这是在该class不改写base class virtual function时才会出现的情况。

c) 一个pure_virtual_called()函数实例，它既可以扮演pure virtualfunction的空间保卫者，也可以当作执行期异常处理函数。如果该函数被调用，通常的操作是结束程序。

9、 在多重继承中支持virtual function，其复杂度围绕在第二个及后继base class上，以及必须在执行期调整this指针。

10、 thunk是一小段assemby代码，用来1）以适当的offset值调整this指针 2）跳到virtualfunction去。

11、 在多重继承下，一个上层basse classes数目为n的derivedclass内含n-1个额外的virtual tables。其主要实例与最左端的base class共享；n-1个次要实例与其它base classes有关。

12、 第二或后继的base class会影响对virtual function支持的3种情况：

a) 通过指向第二个base class的指针，调用derived class virtual function；

b) 通过指向derived class的指针，调用第二个base class中一个继承而来的virtual
function；

c) 允许virtual function函数的返回值类型有所变化，可能是base type，也可能是publicly
derived type。

13、 nonmember、static member或nonstatic member函数都能被转化为完全相同的形式，所以三者效率完全相同。

14、 取一个nonstatic member function的地址，如果该函数是nonvirtual，得到的结果是它在内存中真正的地址，但需要绑定于某个class object的地址上，才能够调用该函数。对一个virtual memberfunction取其地址，获得的只是一个索引值。

15、 关键词inline只是一项请求。如果函数的执行成本比一般的函数调用及返回机制所带来的负荷低，那么该请求被接受，编译器就用一个表达式合理地将函数扩展开来。

16、 一般而言处理一个inline函数，有两个阶段：

a) 分析函数定义，以决定函数的“instrinsic inline ability”

如果函数因其复杂度或其构建问题，被判为不可成为inline，它会被转为一个static函数，并在“被编译模块”内产生对应的函数定义。

b) 真正的inline函数扩展操作是在函数调用的那一点上。

在inline扩展期间，每一个形式参数会被对应的实际参数所取代；

inline函数中的每一个局部变量都必须被放在函数调用的一个封闭区段中，并拥有一个独一无二的名称。这会带来参数的求值操作以及临时性对象的管理。