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c++对象模型 执行期语义(一)
2023-07-23 13:32:35 】 浏览:62
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obejct construction and destruction

? 一般而言,constructor和destructor的安插都如预期那样:

{
    Point point;
    //point.Point::Point() 安插于此
    ...
    //point.Point::~Point() 安插于此
}

? 但有些情况desctructor需要放在每一个离开点(此时object还存活)前,例如swith,goto:

{
    Point point;
    //point.Point::Point() 安插于此
    
    swith ( int(point.x() ) )
    {
        case -1 : 
        ...
        //point.Point::~Point() 安插于此
        return;
        
        case 0 : 
        ...
        //point.Point::~Point() 安插于此
        return;
        
        case 1 : 
        ...
        //point.Point::~Point() 安插于此
        return;
        
        default : 
        ...
        //point.Point::~Point() 安插于此
        return;
        
    }
    
    //point.Point::~Point() 安插于此
}
  • 一般而言,我们会尽可能将object放于使用它的那个程序片段附近,如此即可节省非必要的对象产生和销毁

全局对象

  • c++保证,一定会在main()中第一次用到global object前,将global object构造出来,而在main()结束前把global object摧毁掉
  • c++中,global objects都被放置于data segment,若显示为他指定一个值,此object将以此为初值,否则赋值为0(nonclass亦支持)。但c与此不同,c并不自动设定初值,而是global object只能被一个常量表达式设定初值

? 解决c++ global object constructor和destructor的方法步骤:

  1. 为每一个需要初始化的文件产生__sti(),内含必要的constructor或inline expansions

  2. 在每个需要内存释放的文件中产生__std(),内含必要的destructor或inline expansions

  3. 提供一组rumtime library munch函数:一个_main()用以调用可执行文件中的所有__sti(),和一个exit()用以调用可执行文件中的所有__std()

    //matrix_c也就是matrix.c文件名,identity为static object
    __sti__matrix_c__identity()
    {
        identity.Matrix::Matrix();
    }
    
    int main()
    {
        _main();
        ...
        _exit();
    }
    
  • 支持non class objects的静态初始化,也意味着支持virtual base classes。因为derived class的pointer或reference存取virtual base class subobject是一种非常量表达式

局部静态对象

? local static class object保证:

  1. 对象的constructor只被调用一次,即使在函数中可能会被多次调用
  2. 对象的destructor只被调用一次,即使在函数中可能会被多次调用

? 要支持以上行为,需要导入临时性对象以保护local static class object,第一次处理此object时,临时对象被赋值为false,此时constructor被调用,临时对象被改为true。取地址保证单一的构造和析构

//如下程序片段
const Matrix& identity()
{
    static Matrix mat_identity;
    //...
    return mat_identity;
}

//编译器策略之一
static struct Matrix* __0__F3 = 0;

struct Matrix* identity__Fv()
{
    static struct Matrix__lmat__identity;
    //若临时性对象已被建立,什么也别做
    //否则:调用constructor:__ct__6MatrixFv
    //设定保护对象,使它指向目标对象
    __0__F3 ? 0 : (__ct__6MatrixFv( &__1mat_identity), (__0__F3 = ( &1mat_identity) ) );
    
    //...
}

//destructor在与文件有关联的静态内存释放函数中有条件地被调用
char __std__stat_0_c_j()
{
    __0__F3 ? __dt__6MatrixFv( __0__F3, 2 ) : 0;
    //...
}

对象数组

? 现有如下片段:

Point knots[10];

? 对于以上数组,若Point并没有定义constructor和destructor,只需配置内存存储元素即可。但若定义了,一般来说会经由一个或多个runtime library函数完成:

void* vec_new(
	void* array,	//数组起始地址.若不是具名数组则为0
    size_t elem_size,	//每个class object的大小
    int elem_count,		//数组中元素个数
    void(*constructor)( void* ),	//class的default constructor的函数指针
    void ( *destructor )( void*, char )		//class的default destructor的函数指针
);
    
void* vec_delete
{
    void* array,	//数组起始地址
    size_t elem_size,	//每个class object的大小
    int elem_count,		//数组中元素个数
    void ( *destructor )( void*, char )
}

//函数调用如下:
vec_new( &knots, sizeof(Point), 10, &Point::Point, 0 );
  • 我们不可以取constructor的地址,只有编译器可以

  • vec_new的主要功能是将default constructor施行于class object组成的数组的每个元素

? 若提供一个或多个明显初值给class object组成的数组,编译器会显示地初始化前面提供了显式初值的元素,再用vec_new初始化后面未提供的

new和delete

? new运算符看起来是单一运算,但其实由两个步骤完成:

int* pi = new int(5);

//new
int* pi;
if( pi = __new( sizeof( int ) ) ) *pi = 5;		//内存分配成功才初始化

//delete与new相似
if( pi != 0 ) __delete( pi );	//pi并不会清除为0

? 若用constructor配置class object:

//new
Point3d* origin = new Point3d;

Point3d* origin;
if( origin = __new( sizeof(Point3d) ) ) origin = Point3d::Point
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