【C++】面向对象模型 ② ( C++ 类对象的内存存储方式 | C 语言内存四区回顾 | C++ 类对象内存结构 | C++ 编译器将 C++ 类 转为 C 语言代码 分析 )

文章目录

• 一、C++ 类对象的内存存储方式

• 1、C 语言内存四区回顾
• 2、C++ 类对象内存结构
• 3、C++ 编译器将 C++ 类 转为 C 语言代码 分析

一、C++ 类对象的内存存储方式

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1、C 语言内存四区回顾

操作系统 将 C 代码 分为 $4$ , 由上到下 : 堆区 , 栈区 , 全局区 , 代码区 ;

• 堆区 : 开发者负责分配释放内存 , 调用 malloc / new 函数分配内存 , 调用 free / delete 函数释放内存 , 如果程序结束还没有释放内存 , 则 由操作系统回收内存 ;
• 栈区 : 由 编译器 自动 分配 与 释放
• 全局区 :

• 静态区 : 存放 全局变量 , 静态变量
• 常量区 : 存放 字符串常量 和 其它常量

• 代码区 : 存放 函数的 二进制代码 ;

2、C++ 类对象内存结构

C++ 类对象内存结构 : C++ 类 实例对象 中的 成员变量 和 成员函数 在内存中是分开存储的 ;

• 成员变量 :

• 普通成员变量 : 在 对象 指针指向的内存中存储 , 存储方式与 C 语言中的 struct 结构体 存储变量的 内存结布局 和 字节对齐方式 相同 ;
• 静态成员变量 : 在 内存 中的 全局数据区

• 成员函数 : 不管是 普通成员函数 还是 静态成员函数 , 都存储在 代码段

C++ 面向对象 的底层 , 也是通过 C 语言实现的 ;

3、C++ 编译器将 C++ 类 转为 C 语言代码 分析

C++ 编译器 将 C++ 类 的 成员变量 和 成员函数 进行分开定义 ;

普通成员变量存储 :

对于 普通的 成员变量 , 存放在 结构体 中 ,

原来的 类名为 Test , 普通成员变量为 mI , C++ 编译器会将类转为 struct 结构体 , 然后将 普通成员变量 转为 结构体中的成员 ;

普通成员方法存储 :

Test 类中的成员函数 getI , 转为 C 语言后 , 方法名变为 类名_成员函数名 , 即 Test_getI ;

函数名 转换完毕后 , 还需要解决一个问题 , 多个对象都需要调用该 Test_getI 方法 , 此时将 第一个函数参数 , 类型为 Test* 类型 , 作为 对象的指针传入 ;

Test 类中的 getI 函数 , 最终转为了 Test_getI(Test* pThis) 函数 , 这是一个普通的 C 语言函数 ;

参数个数 : 将 C++ 类成员函数 转为 C 语言函数 后 , 对应的 C 语言函数 的第一个参数必须是 指定的类型指针参数 , 也就是说 , 假如 C++ 类成员函数有 $n$ 个参数 , 那么 C++ 编译器将其转为的 C 语言函数就有 $n + 1$

静态成员函数 : C++ 类中的 静态函数 转为 C 语言函数 ;

函数名 的 转换是一样的 , Test 类中的成员函数 Print , 转为 C 语言后 , 方法名变为 类名_成员函数名 , 即 Test_Print ;

静态成员函数 与 普通成员函数 的区别是 ,

• 普通成员函数 转换后的 C 语言函数 , 第一个参数是 类对象指针 ;
• 静态成员函数 转换后的 C 语言函数 , 没有 类对象指针参数 ;
• 静态成员函数 与 转换后的 C 语言函数 , 参数列表是一样的 ;

成员函数调用 :