第50 课C++对象模型分析——成员变量（上）

C++对象模型，其实就是C++中的对象在内存中是如何排布的。
C++中的对象包含了成员变量和成员函数，其实就是研究C++中的类对象它的成员变量和成员函数在内存中是如何排布的。

回归本质
class 是一种特殊的struct（之所以特殊，是因为它们的默认访问级别不一样）
-在内存中class依旧可以看作变量的集合
-class与struct遵循相同的内存对齐规则
-class中的成员函数与成员变量是分开存放的
　　每个对象有独立的成员变量 （存在的位置可能是栈空间、堆空间、全局数据区）
　　所有对象共享类中的成员函数（只可能存放在代码段）

实验一：

#include<iostream>
#include <string>

using namespace std;

class A
{
    int i;
    int j;
    char c;
    double d;

};

struct B
{
    int i;
    int j;
    char c;
    double d;
};

int main()
{
    cout << "sizeof(A)=" << sizeof(A) << endl; //20bytes
    cout << "sizeof(B)=" << sizeof(B) << endl; //20bytes

    return 0;
}

实验二：

在class A中，给它加上一个成员函数print，此时再看类A所占的内存大小。

class A
{
    int i;
    int j;
    char c;
    double d;
public:
    void print()
    {
        cout << "i=" << i << ","
             << "j=" << j << ","
             << "c=" << c << ","
             << "d=" << d << "," << endl;
    }

};

打印结果还是20个bytes，说明了：

一个C++对象代表的仅仅是成员变量的集合，

实验三：

#include<iostream>
#include <string>

using namespace std;

class A
{
    int i;
    int j;
    char c;
    double d;
public:
    void print()
    {
        cout << "i=" << i << ","
             << "j=" << j << ","
             << "c=" << c << ","
             << "d=" << d << "," << endl;
    }

};

struct B
{
    int i;
    int j;
    char c;
    double d;
};

int main()
{
    A a;
    cout << "sizeof(A)=" << sizeof(A) << endl;
    cout << "sizeof(a)=" << sizeof(a) << endl;
    cout << "sizeof(B)=" << sizeof(B) << endl;

    a.print();

   // B* p = &a; 因为B和a的类型不同，需要进行强制类型转换。使用reinterpret_cast关键字，为什么使用这个关键字呢？
   //需要重新解释a对象所代表的这段内存。
    B* p = reinterpret_cast<B*>(&a);

    //此时将a对象当成一个结构体B的变量来使用
    p->i = 1;
    p->j = 2;
    p->c = 'C';
    p->d = 3;

    a.print();
    return 0;
}

该实验说明，一个对象本质上就是一个特殊的结构体变量

运行时的对象退化为结构体的形式
-所有成员变量在内存中依次排布
-成员变量间可能存在内存空隙
-可以通过内存地址直接访问成员变量
-访问权限关键字在运行时失效

比如说private成员不能在类的外部被访问，这一点仅仅是在编译的时候有效，也就是说在写完代码之后，编译器在进行语法检查的时候访问权限关键字会起作用，但是一旦编译通过，C++面向对象程序将变成二进制可执行程序，在这个时候就没有访问权限关键字的概念了。可以使用指针，使用内存地址直接修改成员变量的值。通过上述实验三，就可以做到。