c++对象模型研究7：站在对象模型的顶端

template

在C++发明阶段，C++之父Stroustrup和贝尔实验室的C++小组对原先的宏方法进行了修订，对其进行了简化并将它从预处理范围移入了编译器。这种新的代码替换装置被称为模板，而且它变现了完全不同的代码重用方法：模板对源代码重用，而不是通过继承和组合重用对象代码。当用户使用模板时，参数由编译器来替换，这非常像原来的宏方法，却更清晰，更容易使用。

未使用的template member function不应该被实例化。
对于template的错误检查，只有在实例化操作时才会进行类型类型检查，而所有的语汇（lexing）错误和解析（parsing）错误都会在处理template声明的过程中被表示出来。也就是用到了语法分析器。

在目前的编译器中，面对一个template声明，在它被一组实际参数实例化之前，只能施以有限的错误检查。

template中的名称决议法，分为 scope of the template definition 和 scope of the template instantiation.

template之中，对于一个nonmember的决议结果，是根据这个name的使用是否与“用以实例化该template的参数类型”有关而决定。如果互不相关，则使用“scope of the template declaration”来决定name，否则以“scope of the template instantiation”来决定name。

函数的决议结果，只和函数的原型有关，和函数的返回值没有关系。

对于member function的实例化行为，编译器设计者需要考虑以下3种问题：

1.编译器如何找打函数的定义？ --> 答案是产生template program text file, 有点类似header

2.编译器如何能够只实例化程序中用到的member function？ --> 解法方法之一，是忽略此项要求，只要class的object被实例化，就全部产生出来；另一个解决方法是模拟链接操作，检测看看哪个函数真正需要，然后只为他们产生实例

3.编译器如何组织member definition在多个 .o文件中被实例化？  -->方法是产生多个实例，但只在链接器中保存一个。

对于member function，每个member function的地址都被放在active classes的virtual table中。

如果virtual table被产生出来，每个virtual function 都必须被实例化。

异常处理

欲支持exception handling，编译器的主要工作是找到catch子句，以处理被抛出来的exception。

执行期类型识别

dynamic_cast运算符可以在执行期决定真正的类型。

如果downcast是安全的，也就是说base type pointer指向一个derived class object。这个运算符会传回被适当转换过的指针。

如果downcast是不安全的，这个运算符会传回0。

dynamic_cast的成本是编译时会产生一个类型描述器。

执行期对一个class指针施以dynamic_cast运算符，会返回true或false，true指的是返回真正的地址，false表示没有指向任何对象。

dynamic_cast运算符也适用于reference。

若将一个reference设为0，会引起一个临时对象被产生出来，该临时对象的初值为0，这个reference然后被设定成该临时对象的别名。

如果真正参考到derived class，downcast会继续执行程序，反之，会跑出一个bad_cast exception操作。

typeid运算符

typeid运算符传回一个const reference。类型为type_info.

RTT1只适合于多态类，但是typeid同时也适用于内建类型。 如typeid(double) 会传回一个 const type_info&。这个时候type_info object是静态取得，而非执行期取得。

效率、弹性

传统的C++对象模型提供有效率的执行期支持。这份效率，再加上与C之间的兼容性，造成了C++的广泛被接受度。然而，在某些领域方面，像是动态共享函数库、共享内存、以及分布式对象方面，这个对象模型的弹性还是不够。

ps:如果你对于COM感兴趣，推荐两本理想的书籍：

《Essential COM》

《Inside COM》

阅读顺序《Essential COM》一二章->《Inside COM》

参考：

《深度探索C++对象模型》
http://blog.csdn.net/zone_programming/article/details/50412823