读书笔记 《深度探索c++对象模型》 （4）

第五章：构造，解构，拷贝语意学
5.2 继承体系下的对象构造
a) 虚拟继承
如同下面的继承情况：#include <stdio.h> #include <stdlib.h> using namespace std; class Point { public: Point() { printf("Point : constructor/n"); } virtual ~Point() { printf("Point : destructor/n"); } protected: float _x, _y; }; class Point3d : public virtual Point { public: Point3d() { printf("Point3d : constructor/n"); } ~Point3d() { printf("Point3d : destructor/n"); } protected: float _z; }; class Vertex : public virtual Point { public: Vertex() { printf("Vertex : constructor/n"); } ~Vertex() { printf("Vertex : destructor/n"); } protected: float _w; }; class Vertex3d : public Point3d, public Vertex { public: Vertex3d() { printf("Vertex3d : constructor/n"); } ~Vertex3d() { printf("Vertex3d : destructor/n"); } protected: float _u; }; int main () { Vertex3d *pV3d = new Vertex3d; delete pV3d; pV3d = NULL; return 0; } 在这种情况下，Vertex3d压制了它的两个父类对Point constructor的调用，这个调用工作由Vertext3d本身来完成。所以输出为：
b) vptr初始化语意学
接着上面的例子：#include <stdio.h> #include <stdlib.h> using namespace std; class Point { public: Point() { self(); } virtual ~Point() { printf("Point : destructor/n"); } virtual void self() { printf("Point : self/n"); } protected: float _x; }; class Point3d : public virtual Point { public: Point3d() { self(); } ~Point3d() { printf("Point3d : destructor/n"); } void self() { printf("Point3d : self/n"); } protected: //float _z; }; class Vertex : public virtual Point { public: Vertex() { self(); } ~Vertex() { printf("Vertex : destructor/n"); } void self() { printf("Vertex : self/n"); } protected: //float _w; }; class Vertex3d : public Point3d, public Vertex { public: Vertex3d() { self(); } ~Vertex3d() { printf("Vertex3d : destructor/n"); } void self() { printf("Vertex3d : self/n"); } protected: //float _u; }; int main () { Vertex3d *pV3d = new Vertex3d; delete pV3d; pV3d = NULL; return 0; } 输出为：这说明，虽然new出来的是一个Vertex3d对象，但是在每个constructor中调用的self，既不是基类的self，也不是Vertex3d的self，而都会被决议为是当前class的self。这个和vptr的初始化有关，因为vptr的初始化，是在base class constructor调用操作之后，在当前constructor执行或者当前constructor的member initialization list初始化之前。
一个constructor的执行算法如下：
1. 执行所有virtual base class以及上一层base class的constructor。
2. 初始化vptr。
3. member initialization list执行。
4. 执行constructor的代码。

5.3 对象复制语意学
如果我们明确的想要拒绝把一个class object指定给另一个class object，那么我们可以将copy assignment operator指定为private，并且不提供它的定义。
一个class对于默认的copy assignment operator，在以下四种情况下不会出现bitwise copy语意：
1. 当class内带一个class object，其class带有一个copy assignment operator；
2. 当一个class的base class有一个copy assignment operator时；
3. 当一个class声明了任何的virtual functions时；（因此不必担心vptr是否会被copy）
4. 当class继承自一个virtual base class时；

5.5 解构语意学
一个destructor的执行算法与constructor类似，但顺序相反：
1. destructor函数本身首先被执行；
2. 如果class member带有destructor，那么它们会以声明顺序的相反顺序被调用；
3. 如果一个object带有一个vptr，那么vptr被重新设定，指向适当的base class的virtual table；
4. 如果有直接的nonvirtual base class拥有destructor，那么它们会以声明顺序的相反顺序执行；
5. 如果有任何的virtual base class拥有destructor，而当前讨论的这个class是最尾端的class(保证virtua base class的destructor只被调用一次)，那么它们会以其原来的构造顺序的相反顺序执行。

附：#include <stdio.h> #include <stdlib.h> using namespace std; class Point { public: Point() { } virtual ~Point() { } protected: float _x; }; class Point3d : public virtual Point { public: Point3d() { } ~Point3d() { } public: //int _z; }; class Vertex : public virtual Point { public: Vertex() { } ~Vertex() { } protected: //float _w; }; class Vertex3d : public Point3d, public Vertex { public: Vertex3d() { } ~Vertex3d() { } protected: //float _u; }; int main () { Vertex3d *pV3d = new Vertex3d; printf("%d/n", sizeof(Point)); printf("%d/n", sizeof(Point3d)); printf("%d/n", sizeof(Vertex)); printf("%d/n", sizeof(Vertex3d)); delete pV3d; pV3d = NULL; return 0; }
输出的结果可以分析为：
class Point有一个4bytes的float member和一个4bytes的vptr，该vptr中含有virtual destructor的地址；
class Point3d有一个4bytes的float member和两个4bytes的vptr，其中一个是继承下来的，另外一个含有virtua base class的offset；
class Vertex同上；
class Vertex3d有一个8bytes的Point，还分别有两个4bytes的Point3d和Vertex；
但是，如果去掉Point中的member：#include <stdio.h> #include <stdlib.h> using namespace std; class Point { public: Point() { } virtual ~Point() { } protected: //float _x; //去掉 }; class Point3d : public virtual Point { public: Point3d() { } ~Point3d() { } public: //int _z; }; class Vertex : public virtual Point { public: Vertex() { } ~Vertex() { } protected: //float _w; }; class Vertex3d : public Point3d, public Vertex { public: Vertex3d() { } ~Vertex3d() { } protected: //float _u; }; int main () { Vertex3d *pV3d = new Vertex3d; printf("%d/n", sizeof(Point)); printf("%d/n", sizeof(Point3d)); printf("%d/n", sizeof(Vertex)); printf("%d/n", sizeof(Vertex3d)); delete pV3d; pV3d = NULL; return 0; } 输出：
我的理解是：
class Point有一个4bytes的vptr，该vptr中含有virtual destructor的地址；
class Point3d有一个4bytes的float member，由于virtual base class没有member，所以就没有一个vtable来存放virtual base class的offset，而Point3d本身也没有virtual function；
class Vertex同上；
class Vertex3d包含了一个Point3d和一个Vertex；

以上测试编译环境为GCC。在VC上测试，第一个例子的输出结果相同，第二个例子输出结果为:
4
8
8
12
说明即使virtual base class没有member，但是derived class还是用了一个vtable来存放virtua base class的offset。