OpenCV学习：Mat类详细解析+源码剖析（二）构造函数

Mat类的构造函数，析构函数：

Mat类的构造函数与析构函数太多了，真的太多了，这是可以理解的。矩阵是图像的基本数据结构，对于数字图像处理的人来说，矩阵是我们看待图像的一个重要角度，甚至是一个最主要的角度，因为，我们做的所有动作几乎都是在矩阵的基础之上完成的！矩阵是如此得基础，如此得任重道远，因此，矩阵类的实现自然不能怠慢。在具体应用上，有时我们直接声明一个矩阵了事，比如Mat img；有时，我们又需要详细地定义出矩阵的维度以及长、宽、数据类型等信息：Mat img(width,height,CV_8U)；这就直接导致了Mat类一个庞大的构造函数群，如下所示：

 Mat::Mat()
 Mat::Mat(int rows, int cols, int type)
 Mat::Mat(Size size, int type)
 .....
 Mat::Mat(int ndims, const int* sizes, int type, void* data, const size_t* steps=0)
 Mat::Mat(const Mat& m, const Range* ranges)

浩浩荡荡，总共20个函数，一定不要怕这些函数，到构造函数的定义部分去看，其实这些函数基本都调用了下面create函数族群：

  void create(int rows, int cols, int type);
  void create(Size size, int type);
  void create(int ndims, const int* sizes, int type);

举个例子，在构造函数Mat::Mat(int rows,int cols,int type)中：

inline Mat::Mat(Size _sz, int _type) : size(&rows)
{
    initEmpty();
    create( _sz.height, _sz.width, _type );
}

所以整个Mat构造函数的精髓部分就是create函数了，再深挖一层create函数，看一下create函数是怎么实现的，去掉create函数一些边界条件的小细节，核心部分如下：

void Mat::create(int d, const int* _sizes, int _type)//先行再列
{
    
        if( !allocator )//如果当前矩阵没有内存配置器
        {
            //step.p[0]和size.p[0]是个值得说道的量，本Mat源码分析的下一篇博客会详细分析。
            //refcount部分是引用计数，C++中一个重要技术，标志该段内存被引用的状况，很能体现这是C++的OpenCV
            size_t totalsize = alignSize(step.p[0]*size.p[0], (int)sizeof(*refcount));（矩阵数据总空间大小，4字节对齐）
            data = datastart = (uchar*)fastMalloc(totalsize + (int)sizeof(*refcount));
            refcount = (int*)(data + totalsize);
            *refcount = 1;
        }
        else //如果当前矩阵有内存配置器，直接使用内存配置器分配内存
        {
            allocator->allocate(dims, size, _type, refcount, datastart, data, step.p);
            CV_Assert( step[dims-1] == (size_t)CV_ELEM_SIZE(flags) );
        }
}

综上，Mat构造函数部分完成Mat结构中一些成员变量的初始化，以及内存的分配，是中规中矩的构造函数。

本部分有必要说下alignSize这个小函数，这个函数涉及到内存问题，说得具体点就是内存字节数量的问题。源码如下：

/*!
  Aligns buffer size by the certain number of bytes
  This small inline function aligns a buffer size by the certian number of bytes by enlarging it.
*/
static inline size_t alignSize(size_t sz, int n)
{
    return (sz + n-1) & -n;
}

这种位操作函数是计算机中非常漂亮的函数，完美地利用了计算机中数据类型位数的有限性，源码注释中已经说明本函数功能是n字节对齐了，简要分析一下：alignSize中，-n就是负数啦，负数在用补码表示，负数的补码是其绝对值所有位按位取反加1，所以对于本例的n=4来说，-n的位模式是111......11100，最低两位是0，也就是能够达到4字节对齐的目的，所以（sz+n-1）&-n就能够达到了按照 4字节向上取整对齐的目的了。