1.3 對象的差別

1.    C++ 程序設計模型直接支持三種程序設計典範（programming paradigms）

（1）程序模型（procedural model）

如字符串的處理，可用使用字符數組，及 str* 函數集。

（2）抽象數據類型模型（abstract data type model）

該模型所謂的「抽象」適合一組表達式（pubic 接口）一塊兒提供，而運算定義仍隱而未明。

（3）面向對象模型（object-oriented model）

此模型中有一些彼此相關的類型，經過一個抽象的 base class 被封裝起來。

2.    注意

（1）以一種paradigm 寫程序，有助於總體行爲的良好穩固，而混用的話，可能帶來讓人驚嚇的結果，特別在沒有謹慎處理的狀況下。

（2）案例分析

// base class object
Library thing1;

// derived class object
Book book;

// book 被裁剪了，定義的運用是 ADT paradigm
thing1 = book;

// 調用的是 Library::check_in()
thing1.check_in();

// 正確的作法，是 OO paradigm
Library &thing2 = book;

// 調用的是 Book::check_in()
thing2.check_in();

（3）能夠直接或間接處理繼承體系中的一個 base class object，但只有經過 pointer 或 reference 的間接處理，才支持 OO 程序設計所需的多態性質。

（4）原則上，被指定的 object 的真實類型在每個特定執行點以前，是沒法解析的，經過 pointer 或 reference 的操做才能完成。

（5）在 ADT paradigm 中程序員處理的是一個擁有固定而單一類型的實體，在編譯時已經徹底定義好了。

（6）案例分析

// px 或 rx 是 Library object 或 subtype
Library *px = retrieve_some_material();
Library &rx = *px;

// dx 只能是 Library object
Library dx = *px;

3.    C++如下列方法支持多態

（1）經由一組隱含的轉化操做。

例如把一個 derived class 指針轉化爲一個指向 public bass type 的指針。

shape *ps = new circle();

（2）經由 virtual function 機制。

ps->rotate();

（3）經由 dynamic_cast 和 typeid 運算符。

circle *pc = dynamic_cast< circle* >(ps);

4.    須要多少內存纔可以表現一個 class object

（1）nonstatic data members 的總大小。

（2）任何因爲 alignment 的需求而填補 padding 的空間。

（3）爲了支持 virtual 而由內部產生的任何額外負擔。

5.    指針的類型（the type of a pointer）

（1）「指向不一樣類型的指針」間的差別，不在其指針表示法不一樣，也不在其內容不一樣，而是在其所尋址出來的 object 類型不一樣。

（2）「指針類型」會教導編譯器如何解釋某個特定地址中的內存內容及其大小。

（3）一個類型爲 void* 的指針只可以含有一個地址，而不可以經過它操做所指 object，由於不知道所涵蓋的地址空間。

（4）cast 實際上是一種編譯器指令，大部分狀況下並不改變一個指針所含的真正地址，隻影響「被指出的內存的大小和內容」的解釋方式。

6.    加上多態以後（adding polymorphism）

（1）pointer 或 reference 都只須要一個 word 的空間（32位機上是 4 bytes）。

（2）案例分析

// class Bear : public ZooAnimal
Bear b;

ZooAnimal *pz = &b;
Bear *pb = &b;

// virtual void rotate();  ZooAnimal::rotate
pz->rotate();

pz 的類型在編譯時決定：

a.    固定的可用接口。pz 只能調用 ZooAnimal 的 public 接口。

b.    接口的 access level。

在每一個執行點，pz 所指的 object 類型決定 rotate() 所調用的實體。

（3）一個 pointer 或 reference 之因此支持多態，是由於它們不會引起內存中任何「與類型有關的內存委託操做」，會受到改變的只是所指內存的「大小和內容的解釋方式」。

（4）C++ 也支持具體的 ADT 程序風格，被稱爲 object_based（OB）。

a.    例如 String class，一種非多態的數據類型，可用展現封裝的非多態形式，不支持類型的擴充。

b.    一個 OB 設計可能比一個對等的 OO 設計速度更快並且空間更緊湊，但比較沒有彈性。速度快是由於全部函數引起操做都在編譯時完成，對象構建起來時不須要設置 virtual 機制。空間緊湊是由於不須要爲了支持 virtual 而須要的額外負荷。