Inside The C++ Object Model(三)

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3-0. 類所佔的內存大小受到三個因素的影響：
（1）語言自己所形成的額外負擔（Virtual base classes）；
（2）編譯器對於特殊狀況所提供的優化處理（空基類優化）；
（3）Alignment的限制（對齊）；
注：Empty Virtual base class提供一個Virtual interface，沒有定義任何數據，某些編譯器對此提供了特殊處理（優化）：一個empty virtual base class被視爲derived class object最開頭的一部分，也就是說它並無花費任何額外空間。

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3-1. Data Member 的綁定
member rewriting rule:一個inline函數實體以內，在整個class 聲明未被徹底看見以前，是不會被評估求值的。也即：

extern int x;
class Point3d
{
public:
// 對於函數自己的分析將延遲直至class聲明的右大括號出現纔開始
float X() const { return x; }
private:
float x;
};
// 事實上，分析在這裏進行

對member functions自己的分析，會直到整個class的聲明都出現了纔開始。所以，在一個inline member function軀體以內的一個data member 綁定操做，會在整個class聲明完成以後才發生（這就保證取用到的變量是 data member 而不是 global ）。

可是對於argument list（函數參數列），仍是會在他們第一次遇到時被適當地決議完成。

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3-2. Data Member 的佈局
Nonstatic data members 的class object 中的排列順序將和其被聲明的順序同樣，任何中間介入的static data members 都不會被放進對象佈局之中。

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3-3. Data Member 的存取
（1）Static Data Members：被編譯器提出於class以外，並被視爲一個global變量（但只在class生命範圍以內可見），其不會致使任何空間上或執行時間上的額外負擔。每個Static Data Members只有一個實體，存放在程序的data segment之中，每次程序取用static member，就會被內部轉化爲對該惟一的extern實體的直接取用操做。

（2）Nonstatic Data Members
Nonstatic Data Members：直接存放在每個class object之中，除非經由明確的（explicit）或暗喻的（inplicit）class object，沒有辦法直接存取它們。只要程序員在一個member function中直接處理一個Nonstatic Data Members，所謂「implicit class object」（this指針）就會發生。
每個Nonstatic Data Members的偏移量（offset）在編譯時期便可獲知，甚至member屬於一個base class subobject（派生自單一或多重繼承串鏈）也是同樣。所以，存取一個Nonstatic Data Members，其效率和存取一個C struct member或一個nonderived class 的 member是同樣的。

注：經由對象（object）和經由ptr取用成員x，若是成員member是從一個Virtual base class繼承而來時，ptr存取操做會延遲至執行期。而經由object的取用操做，members的offset位置在編譯時期就固定了。

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3-4. 「繼承」與 Data Member
（1）只要繼承不要多態

（2）加上多態

注：a. 單一繼承提供了一種「天然多態」形式，是關於classes 體系中的base type 和 derived type之間的轉換。base class 和 derived class 的objects都是從相同的地址開始，其間差別只在於 derived object 比較大，用以容納它本身的nonstatic data members。
b. 當把vptr放在class object 的起始處，若是base class 沒有virtual function 而derived class 有（如書 圖3.2b），那麼單一繼承的天然多態就會被打破。在這種狀況下，把一個derived object 轉換爲其base 類型，就須要編譯器介入，用以調整地址（因vptr插入之故）。在既是多重繼承又是虛擬繼承的狀況下，編譯器的介入更有必要。

（3）多重繼承

（4）虛擬繼承

《深度探索C++對象模型》中介紹了3種實現模型。這裏只說一下第3種：是在Virtual function table（虛函數表）中放置 Virtual base class 的offset（而不是地址），圖3.5b 顯示這種base class offset 實現模型。至此，Virtual function table 可經由正值或負值來索引。若是是正值，很顯然就是索引到Virtual functions；若是是負值，則是索引到Virtual base class offset。
注：通常而言，Virtual base class 最有效的一種運用形式就是：一個抽象的Virtual base class ，沒有任何data members。

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3-6. 指向Data Members 的指針
詳細調查class members 的底層佈局，可用以決定vptr是放在class的起始處或是尾端。也能夠用來決定class 中的access sections 的次序。
假設類有3個float成員，若是vptr放在對象的尾端，則3個成員的offset（& Class::object1）分別是0，4，8. 若是vptr放在對象的起頭，則3個成員在對象佈局中的offset分別是4，8，12. 然而你若去取data members的地址，傳回的值老是多1. 也就是1，59或者5，9，13等等。之因此這樣，緣由以下：

多重繼承下，狀況會有所不一樣：

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