C++对象模型(19)-- 函数语义学:成员函数

news2024/11/25 18:46:20

1、普通成员函数的调用

1.1 调用方式的转换

为了提高普通成员函数的调用效率,在C++中,对普通成员函数的调用,会转换成对全局函数的调用。

假如有下面所示的成员函数:

class Test {
public:
    int m_i;

    int func(int a) {
        m_i += a;

        return m_i;
    }
};

在编译时会经历下面几个步骤:

(1)把对象的首地址作为参数,传递给函数。

int func(Test *const this, int a) {}

(2)对非静态成员变量的调用,改成通过this指针来调用。

int func(Test *const this, int a) {
    this->m_i += a;
    return this->m_i;     
}

(3)对函数名进行name mangling操作,通过函数名和其参数类型生成唯一标识符,来区分不同的函数。

int _ZN4Test4funcEi(Test *const this, int a){}

1.2 代码演示

(1)

在main()函数中加入调用函数func()的代码:

int main() {
    Test test;
    int ret = test.func(6);
}

然后把断点设在:int ret = test.func(6); 运行程序后,查看反汇编代码(VS2019):

简单分析下汇编语言的意思:

(1)push 6:把参数6入栈。

(2)lea ecx, [test]:把test写入ecx。

这2行其实是参数传递。

(3)call Test::func(05C12D0h):调用函数func。

(4)move dword ptr [ret], eax:把eax的值赋给ret。

从这些代码可以看到,函数的调用流程可分成3个阶段:参数传递、调用函数call、处理返回值。

在反汇编的“地址(A)”窗口输入函数func的地址:05C12D0h,回车后查看函数func的反汇编代码:

这段汇编的细节不去深究,但我们可以看到有[this]字样,可以知道函数在具体执行时用到了this指针。

所以对func函数的调用转换可以用下图表示:

如果用指针方式调用成员函数:

Test* pTest;
int ret = pTest->func(6);

则对func函数的调用转换是这样的:

(2)把代码在linux上编译后,用nm命令查看可执行文件的信息。

linux下编译:g++ ch19.cpp -o ch19

用nm命令查看可执行文件:nm ch19

可以看到,func函数被转换成了_ZN4Test4funcEi。

2、静态成员函数的调用

对于静态成员函数的调用,无论用对象名来调用,还是用对象指针来调用,效果都是一样的,都会被编译器转换成一般的针对普通函数(非成员函数)的调用形式。

静态成员函数是跟着类走的,所有调用静态成员函数时编译器是不会插入this作为形参的。

假如类Test有一个static成员函数:

static void stfunc() { }

则可以用下面的方法来调用此静态成员函数:

Test test;
test.stfunc();

Test::stfunc();

Test* pTest;
pTest->stfunc();

静态成员函数有以下特点:

(1)静态成员函数没有this指针,这点最重要。

(2)无法直接存取类中普通的非静态成员变量,因为非静态成员变量是通过this指针来操作的。

(3)静态成员函数不能在后面使用const,也不能设置为virtual。

(4)可以用类对象调用,但不非一定要用类对象调用。

(5)静态成员函数等同于非成员函数,需要提供回调函数的这种场合,可以将静态成员函数作为回调函数。

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