[读书笔记] 深入探索C++对象模型-第三章 Data语义学（上）

注：以下部分图片来自原书

1. 关于类的大小，有三个因素会影响类的大小：

a. 语言本身所造成的额外负担，例如虚基类，相应的子类会存在某种形式的指针，或者直接指向虚基类子对象，或者指向一个存放着虚基类子对象地址或者偏移量的表格。又如，虚函数，继承自含有虚函数基类的子类会含有一个指向虚函数表的指针。总之这些都会增加类对象的大小。

b. 对齐操作，即为了使总线的传输效率达到最高，类大小会被进行对齐操作，调整为某一个数字大小的倍数，32位机器上，通常为4的倍数，也就是说，一个类的实际占用大小为3，那么会被调整为4，类似的东东。

例如以下例子:



c. 编译器对于特殊情况的优化处理，例如对于大小为1的虚基类，某些编译器会提供特殊的支持，在此种情况下，空的虚基类会被视为子类对象最开头的一部分，这样就不会占用任何额外的空间，在此模型下类Y和Z的大小如下：



注意虚拟继承中不管虚基类在继承体系中出现了多少次，它在子类中始终只有一份，这也是虚继承由来的原因之一，所以对于类A的大小，首先是虚基类X大小为1，加上Y的大小减去因虚基类X而配置的大小（因为虚基类在子类中只有一份，所以要减掉在Y中的大小），结果是4，同理Z的大小也是4，目前类A的大小是9，对齐后是12（VS2015中测试是8，估计是因为堆空虚基类进行优化了）。

2. 关于数据成员的存取。

a. 对于静态数据成员，使用指针操作和对象操作效率是一样的，例如：a.staticMember = 0和pA->staticMember = 0都会被转化成为：A::staticMember = 0，所以二者是一样的。另外，对一个静态成员取地址会得到相应类型的指针，而不是指向类成员的指针（关于类成员指针的概念后续会有详细记录）。

b. 对于非静态成员，通过类对象操作数据成员时，编译器会把类对象的起始地址加上类成员的偏移，例如：a._y=0.0，那么地址&a._y等于&a + (&A::_y - 1)，（指向类成员的指针偏移量总是被加上1，这个之后会有详细记录），如果在子类中操作继承而来的虚基类（非虚基类的不会有间接性）的数据成员，需要进行一层间接性，这个之后会有详细的整理。

3. 对于操作a.x = 0.0和pA->x = 0.0在以下情况下效率是不一样的：当x来源于虚基类时，在编译期，我们无法pA的确切类型（只可能知道静态类型，而不知道动态类型），他可能指向某个基类，也可能指向某个子类，因此无法知道x确切的偏移位置，所以存取操作必须要延迟到执行期，经由一个额外的简介引导来解决。如果使用a，则不会存在这样的不确定性，因为a的类型是确定知道的，所以成员的偏移在编译期就是确定的。

注：关于指针的静态类型和动态类型，例如：

B b; //B public inheriance of A
A* pA = b;

此时pA的静态类型为A，动态类型为B，也就是说，静态类型时固定不可变的，而动态类型可变，实际上C++的多太机制就是通过父类指针指向不同的子类对象，变换其动态类型实现的。

后续会继续整理本章的其他内容。