Inside The C++ Object Model(三)

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3-0. 类所占的内存大小受到三个因素的影响：
（1）语言自己所形成的额外负担（Virtual base classes）；
（2）编译器对于特殊状况所提供的优化处理（空基类优化）；
（3）Alignment的限制（对齐）；
注：Empty Virtual base class提供一个Virtual interface，没有定义任何数据，某些编译器对此提供了特殊处理（优化）：一个empty virtual base class被视为derived class object最开头的一部分，也就是说它并无花费任何额外空间。

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3-1. Data Member 的绑定
member rewriting rule:一个inline函数实体以内，在整个class 声明未被彻底看见以前，是不会被评估求值的。也即：

extern int x;
class Point3d
{
public:
// 对于函数自己的分析将延迟直至class声明的右大括号出现才开始
float X() const { return x; }
private:
float x;
};
// 事实上，分析在这里进行

对member functions自己的分析，会直到整个class的声明都出现了才开始。所以，在一个inline member function躯体以内的一个data member 绑定操做，会在整个class声明完成以后才发生（这就保证取用到的变量是 data member 而不是 global ）。

可是对于argument list（函数参数列），仍是会在他们第一次遇到时被适当地决议完成。

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3-2. Data Member 的布局
Nonstatic data members 的class object 中的排列顺序将和其被声明的顺序同样，任何中间介入的static data members 都不会被放进对象布局之中。

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3-3. Data Member 的存取
（1）Static Data Members：被编译器提出于class以外，并被视为一个global变量（但只在class生命范围以内可见），其不会致使任何空间上或执行时间上的额外负担。每个Static Data Members只有一个实体，存放在程序的data segment之中，每次程序取用static member，就会被内部转化为对该惟一的extern实体的直接取用操做。

（2）Nonstatic Data Members
Nonstatic Data Members：直接存放在每个class object之中，除非经由明确的（explicit）或暗喻的（inplicit）class object，没有办法直接存取它们。只要程序员在一个member function中直接处理一个Nonstatic Data Members，所谓“implicit class object”（this指针）就会发生。
每个Nonstatic Data Members的偏移量（offset）在编译时期便可获知，甚至member属于一个base class subobject（派生自单一或多重继承串链）也是同样。所以，存取一个Nonstatic Data Members，其效率和存取一个C struct member或一个nonderived class 的 member是同样的。

注：经由对象（object）和经由ptr取用成员x，若是成员member是从一个Virtual base class继承而来时，ptr存取操做会延迟至执行期。而经由object的取用操做，members的offset位置在编译时期就固定了。

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3-4. “继承”与 Data Member
（1）只要继承不要多态

（2）加上多态

注：a. 单一继承提供了一种“天然多态”形式，是关于classes 体系中的base type 和 derived type之间的转换。base class 和 derived class 的objects都是从相同的地址开始，其间差别只在于 derived object 比较大，用以容纳它本身的nonstatic data members。
b. 当把vptr放在class object 的起始处，若是base class 没有virtual function 而derived class 有（如书 图3.2b），那么单一继承的天然多态就会被打破。在这种状况下，把一个derived object 转换为其base 类型，就须要编译器介入，用以调整地址（因vptr插入之故）。在既是多重继承又是虚拟继承的状况下，编译器的介入更有必要。

（3）多重继承

（4）虚拟继承

《深度探索C++对象模型》中介绍了3种实现模型。这里只说一下第3种：是在Virtual function table（虚函数表）中放置 Virtual base class 的offset（而不是地址），图3.5b 显示这种base class offset 实现模型。至此，Virtual function table 可经由正值或负值来索引。若是是正值，很显然就是索引到Virtual functions；若是是负值，则是索引到Virtual base class offset。
注：通常而言，Virtual base class 最有效的一种运用形式就是：一个抽象的Virtual base class ，没有任何data members。

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3-6. 指向Data Members 的指针
详细调查class members 的底层布局，可用以决定vptr是放在class的起始处或是尾端。也能够用来决定class 中的access sections 的次序。
假设类有3个float成员，若是vptr放在对象的尾端，则3个成员的offset（& Class::object1）分别是0，4，8. 若是vptr放在对象的起头，则3个成员在对象布局中的offset分别是4，8，12. 然而你若去取data members的地址，传回的值老是多1. 也就是1，59或者5，9，13等等。之因此这样，缘由以下：

多重继承下，状况会有所不一样：

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