假设对某一个小问题的代码有两个写法A,B,其中A使用较简单的语法,需要写较多的代码;B使用较抽象的语法,只需要写较少的代码。B使用的语法是对A使用的语法的抽象,称为语法糖,其中的对应关系由编译器来实现,如:
int arr[5] = {1,2,3};
arr[2] = 33;
*(arr+2) = 33;
// 可以理解为前一种写法是后一种写法的语法糖
我们知道,从机器语言到汇编语言到高级语言,实现了逐层抽象,中间的翻译工作由翻译程序汇编器和编译器来实现。高层抽象可以理解为低层抽象的语法糖。
一定程度上,面向对象可以理解为面向过程的语法糖,或者说,两者只是组织代码的方式发生了变化而已,数据可以聚合到结构体或类,而函数以结构体为参数,或函数隐含一个this指针做参数,指向类对象(当然,这里是就抽象和封装而言,类还提供更多的功能,如RAII,继承,多态,RTTI等):
#include <iostream>
using namespace std;
// 角色c1 长方形接口定义者,可放到头文件,使用文件来区分模块
struct CRect{
int lenth;
int width;
};
int area(struct CRect *cr);
// 角色c2 长方形接口实现者,可以放到实现文件
int area(struct CRect *cr){
return cr->lenth * cr->width;
}
// 角色c3 长方形接口使用者,可以放到使用文件
int calc()
{
struct CRect cr;
cr.lenth = 0x20;
cr.width = 0x10;
int ar = area(&cr);
return ar;
}
// 角色cpp1 长方形接口定义者,可放到头文件,使用文件和类来区分模块
class CppRect{
public:
int lenth;
int width;
int area();
};
// 角色cpp2 长方形接口实现者,可以放到实现文件
int CppRect::area(){
return lenth * width;
}
// 角色cpp3 长方形接口使用者,可以放到使用文件
int calc2()
{
CppRect cr;
cr.lenth = 0x20;
cr.width = 0x10;
int ar = cr.area();
return ar;
}
int main()
{
printf("using struct: rect's area is %d\n", calc());
printf("using class: rect's area is %d\n", calc2());
while(1);
return 0;
}
/*
using struct: rect's area is 512
using class: rect's area is 512
*/
从以上实例可见,数据的聚合没有区别,都是由结构体变量或类对象提供一个基地址,而数据成员提供一个相对于基地址的偏移。处理结构体的全局函数以结构体变量或指针为参数,而类的成员函数的调用则是以类对象来修饰,提供一个隐含的this指针做参数,指向类对象。当然,类为类成员函数提供了一个命名空间。
从下面汇编代码可见,两者没有太大的区别:
19: struct CRect cr;
20: cr.lenth = 0x20;
004015D8 mov dword ptr [ebp-8],20h
21: cr.width = 0x10;
004015DF mov dword ptr [ebp-4],10h
22: int ar = area(&cr);
004015E6 lea eax,[ebp-8] // 全局函数参数地址放到寄存器
004015E9 push eax
004015EA call @ILT+650(area) (0040128f) // 全局函数调用
004015EF add esp,4
004015F2 mov dword ptr [ebp-0Ch],eax
23: return ar;
004015F5 mov eax,dword ptr [ebp-0Ch]
24: }
42: CppRect cr;
43: cr.lenth = 0x20;
00401678 mov dword ptr [ebp-8],20h
44: cr.width = 0x10;
0040167F mov dword ptr [ebp-4],10h
45: int ar = cr.area();
00401686 lea ecx,[ebp-8] // 成员函数this指针放到寄存器
00401689 call @ILT+75(CppRect::area) (00401050) // 成员函数调用
0040168E mov dword ptr [ebp-0Ch],eax
46: return ar;
00401691 mov eax,dword ptr [ebp-0Ch]
47: }
如果结构体变量或类对象定义在全局区,汇编后,其实也看不到什么对象的影子了:
49: struct CRect g_rect;
50: void test(){
004016E0 push ebp
004016E1 mov ebp,esp
004016E3 sub esp,40h
004016E6 push ebx
004016E7 push esi
004016E8 push edi
004016E9 lea edi,[ebp-40h]
004016EC mov ecx,10h
004016F1 mov eax,0CCCCCCCCh
004016F6 rep stos dword ptr [edi]
51: g_rect.length = 0x20;
004016F8 mov dword ptr [g_rect (0047cde8)],20h // 全局区结构体数据成员赋值
52: g_rect.width = 0x10;
00401702 mov dword ptr [g_rect+4 (0047cdec)],10h
53: printf("using struct to defile a globle:%d\n",area(&g_rect));
0040170C push offset g_rect (0047cde8)
00401711 call @ILT+660(area) (00401299)
00401716 add esp,4
00401719 push eax
0040171A push offset string "using struct to defile a globle:"... (0046f01c)
0040171F call printf (00420860)
00401724 add esp,8
54: }
// ……
56: CppRect g_cppRect;
57: void test2(){
00401750 push ebp
00401751 mov ebp,esp
00401753 sub esp,40h
00401756 push ebx
00401757 push esi
00401758 push edi
00401759 lea edi,[ebp-40h]
0040175C mov ecx,10h
00401761 mov eax,0CCCCCCCCh
00401766 rep stos dword ptr [edi]
58: g_cppRect.length = 0x20;
00401768 mov dword ptr [g_cppRect (0047cdf0)],20h // 全局区对象数据成员赋值
59: g_cppRect.width = 0x10;
00401772 mov dword ptr [g_cppRect+4 (0047cdf4)],10h
60: printf("using class to defile a globle:%d\n",g_cppRect.area());
0040177C mov ecx,offset g_cppRect (0047cdf0)
00401781 call @ILT+75(CppRect::area) (00401050)
00401786 push eax
00401787 push offset string "using class to defile a globle:%"... (0046f048)
0040178C call printf (00420860)
00401791 add esp,8
61: }
004017A6 int 3
以下代码可见类对象相对于类成员的基地址及命名空间功能:
#include <iostream>
using namespace std;
class Person{
public:
int m_id;
int m_age;
int m_height;
void display(){ //类名给成员函数提供了一个命名空间
cout<<m_id<<","
<<m_age<<","
<<m_height<<endl;
}
};
void test(){
Person person;
person.m_id = 10;
person.m_age = 20;
person.m_height = 30;
person.display();
Person *p = (Person*)&person.m_age; // p提供了一个新的偏移基准
p->m_id = 40; // 此处的成员只提供基于p到m_id的偏移:p+sizeof(int)*2
p->m_age = 50;// 此处的成员只提供基于p到m_id的偏移:p+sizeof(int)*3
cout<<person.m_id<<","
<<person.m_age<<","
<<person.m_height<<endl;
person.display();
p->display(); // 编译器通过类对象名给函数提供了一个隐含的this指针参数
// this指针等于p的值,其成员变量的地址是相对于p处的偏移
}
void display(){ // 并没有命名冲突
;
}
void test2(){ // 不使用实例来也可以调用成员函数
cout<<"test2:\n";
Person person;
person.m_id = 10;
person.m_age = 20;
person.m_height = 30;
typedef void (*funcP)();
funcP fp = NULL;
void (Person::*fpp)() = &Person::display; // 成员函数指针
memcpy(&fp,&fpp,sizeof(fpp));
__asm lea ecx, person; // x86编译器将this指针存放在寄存器ecx中
fp(); // 不通过实例person间接调用Person::diaplay()
(person.*fpp)(); // 通过函数指针调用Person::diaplay()
}
int main()
{
test();
test2();
while(1);
return 0;
}
/*
10,20,30
10,40,50
10,40,50
40,50,1245000
*/
从以上可知,通过对象指针访问数据成员时,数据成员名提供的是一个相对于基地址的偏移的功能。成员函数定义时,类名给成员函数提供了一个命名空间,类对象调用成员函数时,编译器通过类对象名给函数提供了一个隐含的this指针参数。
-End-