C++ Member Functions的各种调用方式

【1】Nonstatic Member Functions（非静态成员函数）

C++的设计准则之一就是：nonstatic member function至少必须和一般的nonmember function有相同的效率。也就是说，如果我们要在以下两个函数之间作选择：

float magnitude3d(const Point3d* _this) {...};
float Point3d::magnitude3d() const {...};

那么选择member function不应该带来什么额外负担。这是因为编译内部已将“member 函数实体”转换为对等的“nonmember函数实体”。

下面就是转化步骤：

1、改写函数的signature以安插一个额外的参数到member function中，用以提供一个存取管道，是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member function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语汇。

现在这个函数已经被转换好了，而其每一个调用操作也都必须转换。于是：

obj.magnitude();

变成了：

magnitude_7Point3dFv(&obj);

而

ptr->magnitude();

变成了：

magnitude_7Point3dFv(ptr);

【2】Static Member Functions（静态成员函数）

如果Point3d::normalize()是一个static member function，以下两个调用操作：

obj.normalize();

ptr->normalize();

将被转换为一般的nonmember函数调用，像这样：

normalize_7Point3dSFv();        //obj.normalize();
normalize_7Point3dSFv();        //ptr->normalize();

【3】Virtual Member Functions（虚拟成员函数）

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：

（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。事实上其名称也会被“mangled”，因为在一个复杂的class派生体系中，可能存在有多个vptrs。

（2）1是virtual table slot的索引值，关联到normalize()函数。

（3）第二个ptr表示this指针。