聲明:本文內(nèi)容源于Geekband;
一.vptr與vtable
1. vptr每個對象都會有一個,而vtable是每個類有一個
2. vptr指向了vtable
3. 在C++中,如果一個類有虛函數(shù),那么這個對象的memory layout中就有特個vptr,且在最前面
4. 一個類中就算有多個虛函數(shù),也只有一個vptr
5. 做多重繼承,就是繼承了多個父類時,就會有多個vptr
二、this(比較簡單,不談了)
三、動態(tài)綁定
? ? ? ?CSDN上有一篇很好的帖子說這個:http://blog.csdn.net/chgaowei/article/details/6427731
一個經(jīng)典的例子(騰訊筆試題):
有如下C++代碼:
struct A{
voidfoo(){printf("foo");}
virtualvoidbar(){printf("bar");}
A(){bar();}
};
structB:A{
voidfoo(){printf("b_foo");}
voidbar(){printf("b_bar");}
};
那么
A *p=new B;
p->foo();
p->bar();
這個題的結果是barfoob_bar
為什么?,我們研究下哈,
首先說明一下,那兩各foo()是非需函數(shù),這是個不好的寫法,他在這里只是說明動態(tài)綁定這個東西;
首先說一下說明是動態(tài)綁定:
動態(tài)綁定是指在執(zhí)行期間(非編譯期)判斷所引用對象的實際類型,根據(jù)其實際的類型調(diào)用其相應的方法。
程序運行過程中,把函數(shù)(或過程)調(diào)用與響應調(diào)用所需要的代碼相結合的過程稱為動態(tài)綁定。
動態(tài)綁定是將一個過程調(diào)用與相應代碼鏈接起來的行為。是指與給定的過程調(diào)用相關聯(lián)的代碼,只有在運行期才可知的一種綁定,他是多態(tài)實現(xiàn)的具體形式。
以上是百度百科中的 借鑒一下,差不多就是這個意思。
現(xiàn)在我們定一個B* d,這時候d->foo();和p->foo();調(diào)動的是同一個函數(shù)嗎?答案很明顯是否定;
這里雖然函數(shù)名一樣,但已經(jīng)是靜態(tài)綁定了,兩個類型分別調(diào)用自己類內(nèi)定義的foo()函數(shù)。
這時候在看一下p->bar? 這里雖然p是個A型的指針,但是執(zhí)行代碼時涉及到一個動態(tài)綁定問題,p的實際類型是個B,所以調(diào)用B函數(shù)的bar()而不是A的;
最后總結一句話,只有虛函數(shù)才涉及到動態(tài)綁定,其他可以說都是靜態(tài)綁定。
注意:A(){bar();}這里,在構造函數(shù)或者析構函數(shù)里調(diào)用虛函數(shù),此時虛函數(shù)不具有多態(tài)性。
四、 const
(1)欲阻止一個變量被改變,可以使用const關鍵字。在定義該const變量時,通常需要對它進行初始化,因為以后就沒有機會再去改變它了;
(2)對指針來說,可以指定指針本身為const,也可以指定指針所指的數(shù)據(jù)為const,或二者同時指定為const;
(3)在一個函數(shù)聲明中,const可以修飾形參,表明它是一個輸入?yún)?shù),在函數(shù)內(nèi)部不能改變其值;
(4)對于類的成員函數(shù),若指定其為const類型,則表明其是一個常函數(shù),不能修改類的成員變量;
(5)對于類的成員函數(shù),有時候必須指定其返回值為const類型,以使得其返回值不為“左值”。
五、new與delete及其重載
例子:
new、delete(new[]、delete[])操作符的重載需要注意:
1.重載的 new、delete(或者 new[]、delete[])操作符必須是類的靜態(tài)成員函數(shù)(為什么必須是靜態(tài)成員函數(shù),這很好理解,因為 new 操作符被調(diào)用的時候,對象還未構建)或者是全局函數(shù),函數(shù)的原型如下:
復制代碼代碼如下:
void* operator new(size_t size) throw(std::bad_alloc);
// 這里的 size 為分配的內(nèi)存的總大小
void* operator new[](size_t size) throw(std::bad_alloc);
void operator delete(void* p) throw();
void operator delete[](void* p) throw();
void operator delete(void* p, size_t size) throw();
// 區(qū)別于 new[] 的參數(shù) size,這里的 size 并非釋放的內(nèi)存的總大小
void operator delete[](void* p, size_t size) throw();
另外,我們可以使用不同的參數(shù)來重載 new、delete(或者 new[]、delete[])操作符,例如:
復制代碼代碼如下:
// 第一個參數(shù)仍為 size_t
void* operator new(size_t size, const char* file, int line);
// 此操作符的使用
string* str = new(__FILE__, __LINE__) string;
重載全局的 new、delete(或者 new[]、delete[])操作符會改變所有默認分配行為(包括某個類的分配行為),因此必須小心使用,如果兩個庫都 new 等進行了全局重載,那么就會出現(xiàn)鏈接錯誤(duplicated symbol link error)。而在類中定義的 new、delete(或者 new[]、delete[])操作符只會影響到本類以及派生類。
很多人完全沒有意識到 operator new、operator delete、operator new[]、operator delete[] 成員函數(shù)會被繼承(雖然它們是靜態(tài)函數(shù))。有些時候,我們只想為指定的類設置自定義的 operator new 成員函數(shù),而不希望影響到子類的工作。《Effective C++ Third Edition》提供了如下的方案:
復制代碼代碼如下:
void * Base::operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc)
{
// 如果大小不為基類大小
if (size != sizeof(Base))
// 調(diào)用標準的 new 操作符
return ::operator new(size);
自定義大小為基類大小的分配處理
}
這樣處理的一個前提是:認為子類的大小一定大于父類。
對于 operator new[] 來說,我們很難通過上面的方式檢查到底是父類還是子類調(diào)用了操作符。通過 operator new[] 操作符的參數(shù),我們無法得知分配的元素的個數(shù),無法得知分配的每個元素的大小。operator new[] 的參數(shù) size_t 表明的內(nèi)存分配的大小可能大于需要分配的元素的內(nèi)存大小之和,因為動態(tài)內(nèi)存分配可能會分配額外的空間來保存數(shù)組元素的個數(shù)。
2.兼容默認的 new、delete 的錯誤處理方式
這不是個很簡單的事(詳細參考《Effective C++ Third Edition》 Item 51)。operator new 通常這樣編寫:
復制代碼代碼如下:
// 這里并沒有考慮多線程訪問的情況
void* operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc)
{
using namespace std;
// size == 0 時 new 也必須返回一個合法的指針
if (size == 0)
size = 1;
while (true) {
嘗試進行內(nèi)存的分配
if (內(nèi)存分配成功)
return (成功分配的內(nèi)存的地址);
// 內(nèi)存分配失敗時,查找當前的 new-handling function
// 因為沒有直接獲取到 new-handling function 的辦法,因此只能這么做
new_handler globalHandler = set_new_handler(0);
set_new_handler(globalHandler);
// 如果存在 new-handling function 則調(diào)用
if (globalHandler) (*globalHandler)();
// 不存在 new-handling function 則拋出異常
else throw std::bad_alloc();
}
}
這一些方面是我們需要注意的:operator new 可以接受 size 為 0 的內(nèi)存分配且返回一個有效的指針;如果存在 new-handling function 那么在內(nèi)存分配失敗時會調(diào)用它并且再次嘗試內(nèi)存分配;如果不存在 new-handling function 失敗時拋出 bad_alloc 異常。
要注意的是,一旦設置了 new-handling function 內(nèi)存分配就會無限循環(huán)進行下去,為了避免無限循環(huán)的發(fā)生,new-handling function 必須做以下幾件事中的一件(詳細參考《Effective C++ Third Edition》 Item 49):讓有更多內(nèi)存可用、設置另一個能發(fā)揮作用的 new-handler、刪除當前的 new handler、拋出一個異常(bad_alloc 或者繼承于 bad_alloc)、直接調(diào)用 abort() 或者 exit() 等函數(shù)。
對于 operator delete 的異常處理就簡單一些,只需要保證能夠安全的 delete 空指針即可:
復制代碼代碼如下:
void operator delete(void *rawMemory) throw()
{
// 操作符可以接受空指針
if (rawMemory == 0) return;
釋放內(nèi)存
}
多態(tài)的問題(詳細參考《ISO/IEC 14882》)
前面談到了 new、delete(new[]、delete[])操作符的繼承,這里額外討論一下多態(tài)的問題,顯然我們只需要討論 delete、delete[] 操作符:
復制代碼代碼如下:
struct B {
virtual ~B();
void operator delete(void*, size_t);
};
struct D : B {
void operator delete(void*);
};
void f()
{
B* bp = new D;
delete bp;? //1: uses D::operator delete(void*)
}
通過上面的例子,我們可以看到,delete 時正確的調(diào)用了 D 的 operator delete 操作符。但是同樣的,對于 delete[] 操作符工作就不正常了(因為對于 delete[] 操作符的檢查是靜態(tài)的):
復制代碼代碼如下:
struct B {
virtual ~B();
void operator delete[](void*, size_t);
};
struct D : B {
void operator delete[](void*, size_t);
};
void f(int i)
{
D* dp = new D[i];
delete [] dp;? //uses D::operator delete[](void*, size_t)
B* bp = new D[i];
delete[] bp;? //undefined behavior
}