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C++ Built-In Array 的语义
C++ 编译花了大量精力使得class和原始类（primitive types）的用法一致。比如array的应用：
A a[100]；// A is class
int b[100]；
虽然a是用户定义的类的对象，但是用起来与整数型的array相比并无差别。我们现在看看语义上的差别。
A 是POD类（完全具有值语义的类）
如果A是具有值语义的POD（参见我关于值语义的博客：http://www.cnblogs.com/ly8838/p/3929025.html ），测试显示A 的创建和读写与一般变量没有任何差别，当然性能也不会有差别。
也就是说，A a[3] ；和 A a1， a2，a3； 在语义上完全一样，也没有丝毫性能上的区别。
A 是有默认的构造函数（但没有destructor）的类
我们有一个简单的struct：
struct StackObject
{
int _a;
int _b;
StackObject(): _a(0), _b(1)
{
}
};
和简单的测试函数：
void TestArraySemantics()
{
StackObject sa[10]; //line 1：call vector constructor iterator
sa[0]._a= 1;
sa[9]._b = 10;
}
在VC++2010中运行时，我们看到line1调用了编译自生的函数。这是一个通用的“矩阵构造循环（vector constructor iterator）”:
它的大致实施如下：
void Vector_constructor_iterator(
int array_size,
int array_element_size,
void (*Ctr)(void *addr),
char *arrayStartAddress)
{
for(int i = 0; i < array_size; ++i)
{
void *objAddr = arrayStartAddress + i * array_element_size;
Ctr(objAddr);
}
}
这是一个典型的 C 函数，它将 StackObject 的构造函数作为函数指针进行调用。
从这个函数来看，它使得A a[3]； 和A a1，a2， a3； 的语义发生了根本变化。我们不但要调用编译产生的函数，还要用指针间接地调用StackObject的构造函数。测试结果显示，用array比不用array的“构造”速度大约下降30%。考虑到array的应用价值，这个速度的下降是可以理解和接受的。
A 是有默认构造函数以及destructor的类
加了destructor后，A a[10] 的语义又有了新的变化。如果读了我的上篇关于异常处理的博客（http://www.cnblogs.com/ly8838/p/3961119.html ）可知：编译必须保证所有创建的object“全部”被摧毁，所以它必须“记住”创建过程中的热点。
我们加另一个dummy 类，来测试destructor对array 的影响：
struct StackObject2
{
int _a;
int _b;
StackObject2(): _a(0), _b(1)
{
}
~StackObject2()
{
_a = _b = 0;
}
};
我们的测试函数改为
void TestArraySemantics()
{
clock_t begin = clock();
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
StackObject sa[3]; //line1：test without d’tr
sa[0]._a= 1;
sa[1]._b = 2;
sa[2]._b = 3;
}
clock_t end = clock();
auto spent = double(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("spent for ‘array‘ is %f\n", spent);
begin = clock();
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
StackObject2 sa[3]; //line2：test with d’tr
sa[0]._a= 1;
sa[1]._b = 2;
sa[2]._b = 3;
}
end = clock();
spent = double(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("spent for ‘array with dtro‘ is %f\n", spent);
begin = clock();
for (int i = 0; i < 100090; ++i)
{
StackObject sa1, sa2, sa3; //line3：test without array
sa1._a= 1;
sa2._b = 2;
sa3._b = 3;
}
end = clock();
spent = double(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("spent for ‘none-array‘ is %f\n", spent);
}
上面的line2试图创建带有destructor的StackObject2类的array. 在VC++，我们注意到这时编译产生另一名字稍稍不同的函数“eh vector constructor iterator”，然而察看生成的代码，发现它和vector constructor iterator大大不同了。它的伪码大致如此：
void Vector_constructor_iterator_with_dtor(
int array_size,
int array_element_size,
void (*Ctr)(void *addr),
void (*Dtr)(void *addr),
char *arrayStartAddress)
{
int lastCreated = -1;
try
{
for(int i = 0; i < array_size; ++i)
{
void *objAddr = arrayStartAddress + i * array_element_size;
Ctr(objAddr);
lastCreated = i;
}
}
catch(...)
{
// destroy partially created array in case or fault
for(int i = 0; i <= lastCreated; ++i)
{
void *objAddr = arrayStartAddress + i * array_element_size;
Dtr (objAddr);
}
}
}
比较伪码我们看出：Vector_constructor_iterator_with_dtor 和 Vector_constructor_iterator 的主要区别是增加了异常处理的机制，用来销毁“已经构造”的矩阵元素。
运行 TestArraySemantics 表明，带有destructor的类的array构造速度下降了近 300%。
所以，去除不必要的destructor的重要性又一次充分体现。
结论
C++ built-in array对class object的支持是十分重要的语言构造，它是C++把class object和原始变量同样对待的又一反映，它大大增加了C++的附加值。
然而我们一如既往，需要对C++这一语言构造的语义深入了解。以便正确使用C++ built-in array。
C++ Built-In Array 的语义