关于 Systemverilog 的类的基础知识

1

class中的变量、宏定义等称为类的属性，函数和任务称为类的方法

2

声明对象时可以指定input/output/inout/ref

3

复制对象，复制的是句柄而不是对象的内容。
类的每个对象，对于属性、方法等都有自己的副本

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class c;
...
endclass

c c0; 

//“c0”就是对象c0的句柄,在此处仅相当于一个name，类似于仅是创建了一个c类型的变量c0，而这个变量保存类c对象
的句柄，但其初始化值为NULL
此时，这个对象时不存在，也不包含任何实际的句柄，知道进行初始化：c0 = new()
此时，对象c0的句柄尚未被初始化，因此，为默认值；Null。因此，检测一个对象是否被初始化，与值Null进行比对即可：
值为Null的句柄不可以访问非静态成员和虚方法

class obj_example;
...
endclass

task task1(integer a, obj_example myexample);
    if (myexample == null) myexample = new; //初始化
endtask

4_1

类对象支持的算术/逻辑运算：
—支持的操作—–操作对象—-含义
== 对象/Null
!= 同上
=== 同上
!== 同上
条件操作
类型兼容的对象间互相赋值
赋值Null

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初始化函数new（），非阻塞，没有返回值类型（但初始化过程中，但暗含的返回值类型就是赋值等号左侧变量的类型）
new()函数，可不人为定义，在对象初始化时会调用默认的new函数，也可以人为定义new函数，以便规定初始化操作。
6、基类、扩展类new()函数的执行：
先调用基类的new函数——super.new(),

eg：

class C;
    int c1 = 1;
    int c2 = 1;
    int c3 = 1;

    function new(int a);
        c2 = 2;
        c3 = a;
    endfunction
endclass


class D extends C;
    int d1 = 4;
    int d2 = c2;
    int d3 = 6;
    function new;
        super.new(d3);
    endfunction
endclass

D obj_d;
obj_d = new(d3);

解释：
会先执行基类C的初始化new函数（即类C的属性、方法的初始和定义等）,c1 = 1，c2 = 2；
c3，基类C中new函数的输入参数a此时为d3，但此时d3尚未定义，所以，c3为未定义值；
基类的各种初始完成后开始进行扩展类的初始操作，即执行扩展类的new函数，d1 = 4，d2 = 2（基类中的变量c2，基类此时已初始化完成，所以c2为确定的值），d3 = 6，

7

类声明中的静态属性，只创建、初始化一次，之后则可以为所有的对象访问，并且，可以以无创建对象的方式被访问

class Packet ;
    static integer fileID = $fopen( "data", "r" );
endclass

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类声明中的静态方法，类的全范围内可以调用，也可以无创建对象的方式被访问，不可以访问非静态的成员（属性和其他方法）；
不能声明为virtual，声明中不能使用this句柄；

static task t();
    ...
endtask   //正确格式，说明了类中方法的lifetime（理解为：存活时间）


task static t();
    ...
endtask   //错误格式，说明的是方法的参数及方法声明中的各个变量的lifetime

9

this指针，涉及类的属性、变量参数、对象本地的变量参数或方法，应用在非静态方法中

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类对象的复制:
(1)
class c;
…
endclass

c c0, c1;
c0 = new();
c1 = c0;

解释：new只执行一次，只涉及到一个句柄，所以说，只有一个对象，只是对于对象的句柄而言有两个名字，分别为：c0和c1

(2)

class c;
    ...
endclass

c c0, c1;
c0 = new();
c1 = new c0;

解释：new函数执行两次，创建了两个对象：c0和c1，c1是复制的c0，但只是复制了c0的句柄，也可以认为是一个对象有两个名字
注：这种方式的复制，对于嵌入式的约束，在新的对象中为Null

(3)

class c;
    ...
endclass

c c0, c1;
c0 = new();
c1 = new();
c1.copy(c0);

解释：c0中的任何内容全部复制给了c1，更常用。

11

扩展类对象的句柄可赋值给基类变量

class c; 
    class cc extends c;
        ......
    endclass 
endclass

c c0;
cc cc0;
cc0 = new();
c0 = cc0;

注：扩展类中的属性或方法被重写覆盖时，通过以上方法，可以获得基类中各成员的原始值/内容
且当基类中为纯虚方法、扩展类中方法的定义也必然是虚方法，这种情况下，基类变量可以直接访问扩展类的方法

class c; 
    class cc extends c;
        int i = 1; 
        int i = 2;
    endclass 
endclass

c c0;
cc cc0;
cc0 = new();
c0 = cc0; 
j = c0.i; //j = 1，而不是等于2，所以说，扩展类中变量i进行何种操作，基类都会保留变量i的原始值 

注：扩展类声明变量（cc cc0;）可以赋值给基类声明变量（c c0;）或更高层次类的声明，反过来则是错误的，除非基类中调用了扩展类

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super 访问当前类的上一层次的类的成员

super.new       //先于当前类的new执行，可以用户手动添加，或者编译器会自动添加执行super.new的阶段
function new(); //扩展类中new函数
super.new(5);   //启动当前类基类的new函数，并且是带有参数的，会传递给基类的初始化函数

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类中数据的封装与保护：定义成员关键字含义local和protected

local      //只有当前类中方法可以访问，不同对象间可以互相访问，但扩展类中方法不能访问
protected  //同local定义基本相同，唯一差别在于可以被继承、扩展类可以访问

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类中属性/成员：const、local、protected、static
类中方法：virtual
const:定义只读变量，分为global const和instace const，

区别在于：前者声明时进行赋值，同static，所有的对象均可访问，且内容一样；后者只是声明，实例化时才会赋值

const int max_size = 9 * 1024; // global constant，也可以声明为static
const int size;                // instance constant

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抽象类：可以看作是模板或原型

virtual class BasePacket;
    ...
endclass

无法直接创建抽象类的对象.

纯虚方法：定义在抽象类中的虚方法，具体的实现则是在扩展类（非抽象类）中定义完成的

virtual class BasePacket;
    pure virtual function integer send(bit[31:0] data); // No implementation
endclass

class EtherPacket extends BasePacket;
    virtual function integer send(bit[31:0] data);
        // body of the function
        ...
    endfunction
endclass

当基类中为纯虚方法、扩展类中方法的定义也必然是虚方法，这种情况下，基类变量可以直接访问扩展类的方法

BasePacket packets[100];
EtherPacket ep = new; // extends BasePacket
TokenPacket tp = new; // extends BasePacket
GPSSPacket gp = new;  // extends EtherPacket

packets[0] = ep;
packets[1] = tp;
packets[2] = gp;
packets[1].send();//invoke the send method associated with the TokenPacket class

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类的嵌套：嵌套的类可以访问被嵌套类的local、protected、static等成员，有完全访问权

class Outer;
    int outerProp;
    local int outerLocalProp;
    static int outerStaticProp;
    static local int outerLocalStaticProp;

    class Inner;//类Inner为嵌套类
        function void innerMethod(Outer h); //类Outer声明
            outerStaticProp = 0;      // Legal, same as Outer::outerStaticProp
            outerLocalStaticProp = 0; // Legal, nested classes may access local's in outer class
            outerProp = 0;            // Illegal, unqualified access to non-static outer
            h.outerProp = 0;          // Legal, qualified access.
            h.outerLocalProp = 0;     // Legal, qualified access and locals to outer class allowed.
        endfunction
    endclass

endclass

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外部定义：在类内带extern关键字进行声明，类外定义时，需指明类作用域，用”::”符号
例子1：

class Packet;
    Packet next;

    function Packet get_next();// single line
        get_next = next;
    endfunction
    // out-of-body (extern) declaration
    extern protected virtual function int send(int value);
endclass

function int Packet::send(int value);
    // dropped protected virtual, added Packet::
    // body of method
    ...
endfunction

例子2：

typedef real T;
class C;
    typedef int T;
    extern function T f();
    extern function real f2();
endclass

function C::T C::f(); // the return must use the scope resolution，以区分"typedef real T"和"typedef int T"
    return 1;
endfunction

function real C::f2();
    return 1.0;
endfunction

例子3：

typedef int T;
class C;
    extern function void f(T x);//原型中，T采用的是"typedef int T"
    typedef real T;
endclass

function void C::f(T x);//error,在此处采用的是类中声明的"typedef real T"
endfunction

注：最好是用作用域符号”::”

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参数化类：类似于C++中的模板

例子1：

class vector #(int size = 1);
    bit [size-1:0] a;
endclass

vector #(10) vten;        // object with vector of size 10
vector #(.size(2)) vtwo;  // object with vector of size 2
typedef vector#(4) Vfour; // Class with vector of size 4

例子2：

class stack #(type T = int);
    local T items[];
    task push( T a ); ... endtask
    task pop( ref T a ); ... endtask
endclass

stack is; // default: a stack of int’s
stack#(bit[1:10]) bs; // a stack of 10-bit vector
stack#(real) rs; // a stack of real numbers

例子3

class C #(type T = bit); ... endclass // base class
class D1 #(type P = real) extends C; // T is bit (the default)
class D2 #(type P = real) extends C #(integer); // T is integer
class D3 #(type P = real) extends C #(P); // T is P
class D4 #(type P = C#(real)) extends P; // for default T is real

18_2

还是讲参数化的类：
以两个例子说明参数化的类及声明静态变量时的情况：

eg：

program param_stack;
    class stack #(type T = int);
        int m_cnt;
        static int counter = 2;

        function new;
            m_cnt = counter++;
        endfunction: new 

    endclass: stack

    class stacked extends stack #(real);
         ...
    endclass: stacked


    typedef stack #(byte) stack_byte;
    typedef stack #() stact_int;


    stack_byte S1 = new();
    stack_byte S2 = new();
    stack S3 = new();
    stack #(bit) S4 = new();
    stacked S5 = new();


    initial begin 
        $display ("Counter value of S1 instance = %0d", stack #(byte)::counter);
        $display ("Counter value of S2 instance = %0d", stack_byte:: counter);
        $display ("Counter value of S3 instance = %0d", stack #()::counter);
        $display ("Counter value of S4 instance = %0d", stack#(bit)::counter);
        $display ("Counter value of S5 instance = %0d", stacked::counter);
    end

endprogram: param_stack

打印的值依次为：

3
4
3
3
3

解释：虽然静态变量只会存在一个副本。

由于S1和S2均由stack_byte创建，所以S1时counter的值为3，S2为4；
S3则是由默认参数类创建，等同于程序中的stack_int，counter值为3；
S4则是type为bit的类创建，counter同样为3；
S5亦然。

即当参数类的参数不同时，他们是不同的类。