1、C/C++区别

　　C++较之C的最大区别，无疑在于面向对象，C程序中程序性地使用全局数据。而C++采用ADT（abstract data tpye）或class hierarchy的数据封装。类相较于C的struct不仅只包含了数据，同时还包括了对于数据的操作。在语言层面上C++带来了很多面向对象的新特性，类、继承、多态等等。新特性使得C++更加强大，但同时却伴随着空间布局和存取时间的额外成本。这些额外成本主要由 virtual引起，包括：

• virtual function 机制，用来支持“执行期绑定”。
• virtual base class ——虚基类机制，以实现共享虚基类的 subobject。

除此之外C++没有太多理由比C迟缓。

2、C++对象模式

　　C++中有两种class data members：static、nostatic，以及三种class member functions：static、nonstatic 和virtual。

• nonstatic data members被配置于每一个class object之内；
• static data members则被存在在所有calss object之外；
• static和 non static function members也被放在所有class object之外。

　　virtual function则以两个步骤支持：

　　（1）virtual table（vtbl）：每个class 产生出一堆指向virtual functions的指针，放在该表格内。

　　（2）vptr：每个class object 被添加一个指向相关virtual table的指针。vptr的设定和重置都由每个class 的constructor、destructor和copy assignment运算符自动完成。每个class所相关的type_info object（用以支持runtime type identification）也经由virtual table被指出来，通常放在表格第一个slot处。

#include <iostream>  
using namespace std;  
  
class Point  
{  
public:  
     Point (float xval);  
     virtual ~Point();  
     float x() const;  
     static int PointCount();  
protected:  
     virtual ostream& print(ostream &os) const;  
       
     float _x;  
     static int _point_count;  
};  

可以发现，

　　（1）float _x;被放在class Point之内。

　　（2）static int _point_count; Point (float xval); float x() const;static int PointCount();不在class Point之内，即放在所有class object外面。 

　　（3）virtual table有两项，表示 virtual ~Point();virtual ostream& print(ostream &os) const;

　　（4）VS编译器添加了指向相关virtual table的指针vfptr放在class object中，位置在data members的前面。

3、继承

　　C++继承包括了单一继承、多重继承、虚继承三种继承。

     设想一下两种可能的模型：

　　（1）简单对象模型，derived class object（派生类）内的一个slot指出每一个base class （该slot内含base class subobject的地址）。优点是derived class object的大小不会因base classes的改变而受到影响。缺点是因为间接性而导致空间和存取时间上的额外负担。

　　（2）base table模型：很像virtual table 内含每一个virtual function的地址，base class table的每一个slot含有一个相关的base class地址。每一个class object内含有一个bptr，被初始化后指向其base class table。 

      不管采用那种模型，“间接性”的级数都将因为继承的深度而增加。

　　单一继承、多重继承：

      C++最初采用的继承模型并不运用任何间接性：即base class subobject的data members被直接放在derived class object中。这（直接复制模型）提供了对base class 最紧凑而最有效率的存取。缺点是base class members的任何改变后，所有用到此base class或其derived class的objects者必须重新编译。

　　虚继承：

      那么对于C++2.0新加入的virtual base class呢？

      需要一些间接性的base class表现方法。其原始模型是在class object中为每一个有关联的virtual base class 加上一个指针。其他演化的模型则若不是导入一个virtual base class table，就是扩充原来已经存在的virtual table，以便维护每一个virtual base class的位置。

　　总结：

      对于单一继承、多重继承采用直接复制模型，对于虚继承则（在直接复制模型的基础上）选择两种间接性模型之一。

      那么VS编译器选择哪种继承模型呢？

      答案是：virtual base class table模型，具体分析见下一篇）

　　注：在虚继承的情况下，base class不管在继承串链中被派生多少次，永远只会存在一个实体（subobject）。

4、对象的差异

　　4.1 编程范式：

      C++程序设计模型直接支持三种programming paradigms（编程范式）：

　　（1）程序模型（procedural model）：与C一致；

　　（2）抽象数据类型（abstract data type model，ADT）：抽象数据类型是与表示无关的数据类型，是一个数据模型及定义在该模型上的一组运算；其处理的是一个拥有固定而单一的类型的实体，在编译时期就已经完全定义好了。

　　（3）面向对象模型（object-oriented model）：在此模型中有些彼此相关的类型，通过一个抽象的base class（用以提供公共接口）被封装起来。原则上，被指定的object的真实类型在每一个特定执行点之前无法解析。在C++中，只有通过pointer和reference才能够完成。

      在需要多态时，对一个base class object，只有通过pointer或reference的间接处理，才支持OO程序设计所需的多态性质。

　　4.2 C++支持多态的方法：

　　（1）经由一组隐含的转换操作。

　　（2）经由virtual function机制。

　　（3）经由dynamic_cast和typeid运算符。

　　4.3 多态的主要用途：

      经由一个共同的接口来影响类型的封装，这个接口通常被定义在一个抽象的base class中。这个共享接口是以virtual function机制引发的，它可以在执行期根据object的真正类型解析到底是哪一个函数实体被调用。

5、类内存大小计算方法

　　5.1 一个类的对象的内存大小包括：

• 所有非静态数据成员的大小。
• 由内存对齐而填补的内存大小。
• 为了支持virtual有内部产生的额外负担

如下：

class ZooAnimal { 
public: 
   ZooAnimal(); 
   virtual ~ZooAnimal(); 
   virtual void rotate(); 
protected: 
   int loc; 
   String name; 
};

　　在32位计算机上所占内存为16字节：int四字节，String8字节（一个表示长度的整形，一个 指向字符串的指针），以及一个指向虚函数表的指针vptr。对于继承类则为基类的内存大小 加上本身数据成员的大小。在cfront中其内存布局如下图：

【C++对象模型】第一章 关于对象