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C++变量的“总分性”(Mereology)

Stroustrup 在自传中说自己在哲学上深受 Kierkegaard (吉爾凱高爾)的影响,而讨厌黑格尔。所以看 Stroustrup 的书,很少感受到抽象理论的重要性。这也影响了C++的文化:许多C++程序员很会写代码,但是概念说不清楚,感觉生活很难( :)。 这多多少少怪C++的鼻祖 Stroustrup 本人。

闲话少说,关于C++变量的属性问题,是C++最根本的问题。然而我还没有读过一本书能从抽象,理论高度说清楚的。今天我就试图谈谈C++变量的属性。我认为,每个C++变量有六个无法分离的属性(把合并),理解了,你就入了C++的门:

 

数据类型和名字

               C++中没有“未知类”变量

               C++的变量用名字的唯一性来辨识,同一scope中没有同名的变量

存储类型(storage class)

               数据段(data segment)变量

               堆栈(stack) 变量

               堆叠(heap) 变量:(只能是分变量)

适用范围(scope):

              1。默认名空间( ::  namespace)

              2。命名空间( named namespace)

              3。无名空间(anonymous namespace):文件变量

              4。型 (static class variable or type variable)

              5。实例(instance class member variable)

              6。函数内 - 静态 (static variable in a function)

              7。函数内(或代码块内)- 动态 (auto variable or stack variable)

生命周期

               程序初始至结束:global

               代码块(code block): auto

               New/delete: free

               第一次使用至程序结束: static in function

内容:

               直接内容

                              直接变量

               间接内容

                              指针变量

                              引用变量

总分性(Mereology)

               总(whole variable)变量

              分(part variable)   变量:即成员变量

 

前四个属性都有著述,而第五,六个属性似乎无人或鲜有人提出。

 

关于“总分性”,该词这是我在查Mereology翻译时找到的唯一较好的翻译。我几乎找不到有前人论述的信息(知道的请告诉我)。

 

他的意思是“总体”与“部分”的关系。翻译成总部也不好,总分亦不完美,但是比总部稍稍谦虚点:)

 

有了这个概念,我们可以进一步区分两种变量:

 

A. 独立变量:是个总体,不属于任何变量,或可称为“母变量”

B. 成员变量:是个部分体,隶属一个总变量,或可称为“子变量”

 

为什么总分性对于一个变量很重要呢?因为:

 

1) 一个存储属性为 Heap 的变量只能为子变量。

 

A* pA = new A;  //line1

 

pA是指针变量,它本身不在heap中,它只是“指向Heap地址”。

 

如果A定义为 class A { B b;}那么line1导致了子变量b的存储属性是Heap.

 

从另一个角度说,Heap中的母变量总是无名的,它只有通过指针间接地存在。

 

2) 子变量的存储属性决定于母变量的存储属性

 

比如 class A { }; class B { A *pA; };foo(){B b;}

作为母变量,存储属性是堆栈,而它的子变量 pA,也在堆栈中。如果B *b = new B,那么 pA 的属性就是 Heap

 

3)子变量在运行时可以被优化成其母变量的“”,所以它的读/写是通过它的母变量进行的,不用单独“取址”(即按名取址),性能较母变量稍好。

比如b.f1可以被优化为b+offsetof(f1), f1在运行时被“抹去名字”。

总之

理解C++变量的六大属性,是深入理解C++变量,也是C++语义的重要一环。由于“总分性”的概念不为专家强调,这里专门著文小序,以期抛砖引玉。

 

C++变量的“总分性”(Mereology)