C++对象模型7——类的成员函数、反汇编虚析构函数、RTTI、多态的开销

116 阅读 0 评论 77 点赞

我是靠谱客的博主高高冷风，最近开发中收集的这篇文章主要介绍C++对象模型7——类的成员函数、反汇编虚析构函数、RTTI、多态的开销，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

一、类成员函数

class test
{
public:
	void myfunc(){}
	virtual void vfunc() {}
	static void sfunc() {}
};

void myfunc(){}

查看上述代码的可执行文件的符号清单

可见，所有的成员函数最终在可执行文件中，都被转化成了具有唯一函数名的成员函数，所以，类的成员函数经过编译器处理后，实质上就是全局函数

非static成员函数的转换过程主要就是添加this指针参数并用this指针访问类数据成员，最后改写函数名，将函数变为一个含有this指针的全局函数。类中的成员变量也会在编译期被添加上类名以保证成员名的唯一性。

此外，类中的静态成员函数与普通成员函数最大的区别就是没有隐式实参this，正因为没有this指针，所以不能调用非访问非static成员和调用非static成员函数，也不能被const修饰。static成员函数的地址在编译期就已经确定，因此不能使用virtual修饰

二、反汇编虚析构函数

再说一下析构函数的执行过程

1、析构函数的函数体先被执行。2、1执行完后，逆序销毁类对象中的显示成员变量。3、2执行完后，如果类对象中含有vptr，那么vptr将会被重置。4、3执行完后，如果该类含有基类，那么也会调用基类部分的析构函数，顺序同1，2，3。54执行完后，如果该类含有虚基类，那么也会调用虚基类部分的析构函数，顺序同1，2，3。

在https://blog.csdn.net/Master_Cui/article/details/109957302曾提到，基类的析构函数一般都是虚函数，但是通过多态调用到子类的虚析构函数后，基类的析构函数是如何被调用的？

class base
{
public:
	base() {}
	 ~base() {}
};

class derive:public base
{
public:
	derive() {}
	~derive() {}
};


int main()
{	
	base *bp=new derive();
	delete bp;
 	return 0;
}

其中，derive的析构函数对应的汇编代码如下

所以，在derive的析构函数中，编译器自动安插了基类base的析构函数的调用代码，所以，基类base析构函数的调用是由编译器来完成的

将上述代码改为多重继承

class base
{
public:
	base() {}
	virtual ~base() {}
};

class base2
{
public:
	base2() {}
	virtual ~base2() {}	
};

class derive:public base, public base2
{
public:
	derive() {}
	~derive() {}
};

derive的析构函数的汇编代码如下

三、RTTI

RTTI的基本内容见https://blog.csdn.net/Master_Cui/article/details/110520918

通过前面的文章已经知道，RTTI信息的地址存在vtbl中，所以，如果一个类中没有虚函数，那么就没有所谓的RTTI信息。

例如，Base1的RTTI的信息结构如下

四、多态的开销

4.1、继承深度增加，效率的开销一般也会增加

比如下面的代码

class A
{
public:
	A()	{
		cout << "A::A()" << endl;
	}
};

class B :public A{};

class C : public B
{
public:
	C(){
		cout << "C::C()" << endl;
	}
};

当创建一个C对象时，首相要调用A和B的构造函数，开销增加，多重继承同理

4.2、增加虚函数，开销也会相应的增大

因为虚函数的支持需要vtbl、vptr，这就需要额外的内存开销，此外，需要在对象的构造函数中给vptr赋值，这也增加了效率的开销。多重继承和虚继承的vptr比单一继承多，内存的开销也会相应的增大，而且，二者还需要this指针的调整，效率也会有所降低。虚继承还需要VTT以及construction vtable，内存的开销也会变大。

所以，继承，虚函数，多重继承以及虚继承的使用有可能会对程序的性能有一定的影响

参考

《深度探索C++对象模型》

《C++新经典：对象模型》

欢迎大家评论交流，作者水平有限，如有错误，欢迎指出