C++继承分析 面向对象的三大特性之一就是继承，继承运行我么重用基类中已经存在的内容，这样就简化了代码的编写工作。继承中有三种继承方式即:public protected private，这三种方式规定了不同的访问权限，这些权限的检查由编译器在语法检查阶段进行，不参与生成最终的机器码，所以在这里不对这三中权限进行讨论，一下的内容都是采用的共有继承。单继承首先看下面的代码：class CParent { public: CParent(){ printf("CParent()\n"); } ~CParent(){ printf("~CParent()\n"); } void setNumber(int n){ m_nParent = n; } int getNumber(){ return m_nParent; } protected: int m_nParent; }; class CChild : public CParent { public: void ShowNumber(int n){ setNumber(n); m_nChild = 2 *m_nParent; printf("child:%d\n", m_nChild); printf("parent:%d\n", m_nParent); } protected: int m_nChild; }; int main() { CChild cc; cc.ShowNumber(2); return 0; }上面的代码中定义了一个基类，以及一个对应的派生类，在派生类的函数中，调用和成员m_nParent，我们没有在派生类中定义这个变量，很明显这个变量来自于基类，子类会继承基类中的函数成员和数据成员，下面的汇编代码展示了它是如何存储以及如何调用函数的:41: CChild cc; 004012AD lea ecx,[ebp-14h];将类对象的首地址this放入ecx中 004012B0 call @ILT+5(CChild::CChild) (0040100a);调用构造函数 004012B5 mov dword ptr [ebp-4],0 42: cc.ShowNumber(2); 004012BC push 2 004012BE lea ecx,[ebp-14h] 004012C1 call @ILT+10(CChild::ShowNumber) (0040100f);调用自身的函数 43: return 0; 004012C6 mov dword ptr [ebp-18h],0 004012CD mov dword ptr [ebp-4],0FFFFFFFFh 004012D4 lea ecx,[ebp-14h] 004012D7 call @ILT+25(CChild::~CChild) (0040101e);调用析构函数 004012DC mov eax,dword ptr [ebp-18h] ;构造函数 0040140A mov dword ptr [ebp-4],ecx 0040140D mov ecx,dword ptr [ebp-4];到此ecx和ebp - 4位置的值都是对象的首地址 00401410 call @ILT+35(CParent::CParent) (00401028);调用父类的构造 00401415 mov eax,dword ptr [ebp-4] ;ShowNumber函数 00401339 pop ecx;还原this指针 0040133A mov dword ptr [ebp-4],ecx;ebp - 4存储的是this指针 31: setNumber(n); 0040133D mov eax,dword ptr [ebp+8];ebp + 8是showNumber参数 00401340 push eax 00401341 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 00401344 call @ILT+0(CParent::setNumber) (00401005) 32: m_nChild = 2 *m_nParent; 00401349 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 0040134C mov edx,dword ptr [ecx];取this对象的头4个字节的值到edx中 0040134E shl edx,1;edx左移1位，相当于edx = edx * 2 00401350 mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401353 mov dword ptr [eax+4],edx ;将edx的值放入到对象的第4个字节处 33: printf("child:%d\n", m_nChild); 00401356 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 00401359 mov edx,dword ptr [ecx+4] 0040135C push edx 0040135D push offset string "child:%d\n" (0042f02c) 00401362 call printf (00401c70) 00401367 add esp,8 34: printf("parent:%d\n", m_nParent); 0040136A mov eax,dword ptr [ebp-4] 0040136D mov ecx,dword ptr [eax] 0040136F push ecx 00401370 push offset string "parent:%d\n" (0042f01c) 00401375 call printf (00401c70) 0040137A add esp,8 ;setNumber函数 16: m_nParent = n; 004013CD mov eax,dword ptr [ebp-4] 004013D0 mov ecx,dword ptr [ebp+8] 004013D3 mov dword ptr [eax],ecx;给对象的头四个字节赋值从上面的汇编代码可以看到大致的执行流程，首先调用编译器提供的默认构造函数，在这个构造函数中调用父类的构造函数，然后在showNumber中调用setNumber为父类的m_nParent赋值，然后为m_nChild赋值，最后执行输出语句。上面的汇编代码在执行为m_nParent赋值时操作的内存地址是this，而为m_nChild赋值时操作的是this + 4通过这一点可以看出，类CChild在内存中的分布，首先在低地址位分步的是基类的成员，高地址为分步的是派生类的成员，我们随着代码的执行，查看寄存器和内存的值也发现，m_nParent在低地址位m_nChild在高地址位：当父类中含有构造函数，而子类中没有时，编译器会提供默认构造函数，这个构造只调用父类的构造，而不做其他多余的操作，但是如果子类中构造，而父类中没有构造，则不会为父类提供默认构造。但是当父类中有虚函数时又例外，这个时候会为父类提供默认构造，以便初始化虚函数表指针。在析构时，为了可以析构父类会首先调用子类的析构，当析构到父类的部分时，调用父类的构造，也就是说析构的调用顺序与构造正好相反。子类在内存中的排列顺序为先依次摆放父类的成员，后安排子类的成员。C++中的函数符号名称与C中的有很大的不同，编译器根据这个符号名称可以知道这个函数的形参列表，和作用范围，所以在继承的情况下，父类的成员函数的作用范围在父类中，而派生类则包含了父类的成员，所以自然包含了父类的作用范围，在进行函数调用时，会首先在其自身的范围中查找，然后再在其父类中查找，因此子类可以调用父类的函数。在子类中将父类的成员放到内存的前段是为了方便子类调用父类中的成员。但是当子类中有对应的函数，这个时候会直接调用子类中的函数，这个时候发生了覆盖。当类中定义了其他类成员，并定义了初始化列表时，构造的顺序又是怎样的呢？class CParent { public: CParent(){ m_nParent = 0; } protected: int m_nParent; }; class CInit { public: CInit(){ m_nNumber = 0; } protected: int m_nNumber; }; class CChild : public CParent { public: CChild(): m_nChild(1){} protected: CInit m_Init; int m_nChild; };34: CChild cc; 00401288 lea ecx,[ebp-0Ch] 0040128B call @ILT+5(CChild::CChild) (0040100a) ;构造函数 004012C9 pop ecx 004012CA mov dword ptr [ebp-4],ecx 004012CD mov ecx,dword ptr [ebp-4] 004012D0 call @ILT+25(CParent::CParent) (0040101e);先调用父类的构造 004012D5 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 004012D8 add ecx,4 004012DB call @ILT+0(CInit::CInit) (00401005);然后调用类成员的构造 004012E0 mov eax,dword ptr [ebp-4] 004012E3 mov dword ptr [eax+8],1;最后调用初始化列表中的操作 004012EA mov eax,dword ptr [ebp-4]综上分析，编译器在对对象进行初始化时是根据各个部分在内存中的排放顺序来进行初始化的，就上面的例子来说，最上面的是基类的所以它首先调用的是基类的构造，然后是类的成员，所以接着调用成员对象的构造函数，最后是自身定义的变量，所以最后初始化自身的变量，但是初始化列表中的操作是先于类自身构造函数中的代码的。由于父类的成员在内存中的分步是先于派生类自身的成员，所以通过派生类的指针可以很容易寻址到父类的成员，而且可以将派生类的指针转化为父类进行操作，并且不会出错，但是反过来将父类的指针转化为派生类来使用则会造成越界访问。下面我们来看一下对于虚表指针的初始化问题，如果在基类中存在虚函数，而且在派生类中重写这个虚函数的话，编译器会如何初始化虚表指针。class CParent { public: virtual void print(){ printf("CParent()\n"); } }; class CChild : public CParent { public: virtual void print(){ printf("CChild()\n"); } }; int main() { CChild cc; return 0; } ;函数地址 @ILT+0(?print@CParent@@UAEXXZ): 00401005 jmp CParent::print @ILT+10(?print@CChild@@UAEXXZ): 0040100F jmp CChild::print ;派生类构造函数 004012C9 pop ecx 004012CA mov dword ptr [ebp-4],ecx 004012CD mov ecx,dword ptr [ebp-4] 004012D0 call @ILT+30(CParent::CParent) (00401023) 004012D5 mov eax,dword ptr [ebp-4] 004012D8 mov dword ptr [eax],offset CChild::`vftable' (0042f01c) 004012DE mov eax,dword ptr [ebp-4] ;基类构造函数 00401379 pop ecx 0040137A mov dword ptr [ebp-4],ecx 0040137D mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401380 mov dword ptr [eax],offset CParent::`vftable' (0042f02c)上述代码的基本流程是首先执行基类的构造函数，在基类中首先初始化虚函数指针，从上面的汇编代码中可以看到，这个虚函数指针的值为0x0042f02c查看这块内存可以看到，它保存的值为0x00401005上面我们列出的虚函数地址可以看到，这个值正是基类中虚函数的地址。当基类的构造函数调用完成后，接着执行派生类的虚表指针的初始化，将它自身虚函数的地址存入到虚表中。通过上面的分析可以知道，在派生类中如果重写了基类中的虚函数，那么在创建新的类对象时会有两次虚表指针的初始化操作，第一次是将基类的虚表指针赋值给对象，然后再将自身的虚表指针赋值给对象，将前一次的覆盖，如果是在基类的构造中调用虚函数，这个时候由于还没有生成派生类，所以会直接寻址，找到基类中的虚函数，这个时候不会构成多态，但是如果在派生类的构造函数中调用，这个时候已经初始化了虚表指针，会进行虚表的间接寻址调用派生类的虚函数构成多态。析构函数与构造函数相反，在执行析构时，会首先将虚表指针赋值为当前类的虚表地址，调用当前类的虚函数，然后再将虚表指针赋值为其基类的虚表地址，执行基类的虚函数。多重继承多重继承的情况与单继承的情况类似，只是其父类变为多个，首先来分析多重继承的内存分布情况class CParent1 { public: virtual void fnc1(){ printf("CParent1 fnc1\n"); } protected: int m_n1; }; class CParent2 { public: virtual void fnc2(){ printf("CParent2 fnc2\n"); } protected: int m_n2; }; class CChild : public CParent1, public CParent2 { public: virtual void fnc1(){ printf("CChild fnc1()\n"); } virtual void fnc2(){ printf("CChild fnc2()\n"); } protected: int m_n3; }; int main() { CChild cc; CParent1 *p = &cc; p->fnc1(); CParent2 *p1 = &cc; p1->fnc2(); p = NULL; p1 = NULL; return 0; }上述代码中，CChild类有两个基类，CParent1 CParent2 ，并且重写了这两个类中的函数：fnc1 fnc2，然后在主函数中分别将cc对象转化为它的两个基类的指针，通过指针调用虚函数，实现多态。下面是它的反汇编代码43: CChild cc; 004012A8 lea ecx,[ebp-14h];对象的this指针 004012AB call @ILT+15(CChild::CChild) (00401014) 44: CParent1 *p = &cc; 004012B0 lea eax,[ebp-14h] 004012B3 mov dword ptr [ebp-18h],eax;[ebp - 18h]是p的值 45: p->fnc1(); 004012B6 mov ecx,dword ptr [ebp-18h] 004012B9 mov edx,dword ptr [ecx];对象的头四个字节是虚函数表指针 004012BB mov esi,esp 004012BD mov ecx,dword ptr [ebp-18h] 004012C0 call dword ptr [edx];通过虚函数地址调用虚函数 ;部分代码略 46: CParent2 *p1 = &cc; 004012C9 lea eax,[ebp-14h];eax = this 004012CC test eax,eax 004012CE je main+48h (004012d8);校验this是否为空 004012D0 lea ecx,[ebp-0Ch];this指针向下偏移8个字节 004012D3 mov dword ptr [ebp-20h],ecx 004012D6 jmp main+4Fh (004012df) 004012D8 mov dword ptr [ebp-20h],0;如果this为null会将edx赋值为0 004012DF mov edx,dword ptr [ebp-20h];edx = this + 8 004012E2 mov dword ptr [ebp-1Ch],edx;[ebp - 1CH]是p1的值 47: p1->fnc2(); 004012E5 mov eax,dword ptr [ebp-1Ch] 004012E8 mov edx,dword ptr [eax] 004012EA mov esi,esp 004012EC mov ecx,dword ptr [ebp-1Ch] 004012EF call dword ptr [edx] 004012F1 cmp esi,esp 004012F3 call __chkesp (00401680) ;CChild构造函数 0040135A mov dword ptr [ebp-4],ecx 0040135D mov ecx,dword ptr [ebp-4] 00401360 call @ILT+40(CParent1::CParent1) (0040102d) 00401365 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 00401368 add ecx,8;将指向对象首地址的指针向下偏移了8个字节 0040136B call @ILT+45(CParent2::CParent2) (00401032) 00401370 mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401373 mov dword ptr [eax],offset CChild::`vftable' (0042f020) 00401379 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 0040137C mov dword ptr [ecx+8],offset CChild::`vftable' (0042f01c) 00401383 mov eax,dword ptr [ebp-4] ;CParent1构造函数 00401469 pop ecx 0040146A mov dword ptr [ebp-4],ecx 0040146D mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401470 mov dword ptr [eax],offset CParent1::`vftable' (0042f04c);初始化虚表指针 00401476 mov eax,dword ptr [ebp-4] ;CParent2构造函数 004014F9 pop ecx 004014FA mov dword ptr [ebp-4],ecx 004014FD mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401500 mov dword ptr [eax],offset CParent2::`vftable' (0042f064);初始化虚表指针 00401506 mov eax,dword ptr [ebp-4] ;虚函数地址 @ILT+0(?fnc2@CChild@@UAEXXZ): 00401005 jmp CChild::fnc2 (00401400) @ILT+5(?fnc1@CParent1@@UAEXXZ): 0040100A jmp CParent1::fnc1 (00401490) @ILT+10(?fnc1@CChild@@UAEXXZ): 0040100F jmp CChild::fnc1 (004013b0) @ILT+20(?fnc2@CParent2@@UAEXXZ): 00401019 jmp CParent2::fnc2 (00401520)内存地址存储的值0012FF6C20 F0 42 000012FF70CC CC CC CC0012FF741C F0 42 000012FF78CC CC CC CC0012FF7CCC CC CC CC从上面的汇编代码中可以看到，在为该类对象分配内存时，会根据继承的顺序，依次调用基类的构造函数，在构造函数中，与单继承类似，在各个基类的构造中，先将虚表指针初始化为各个基类的虚表地址，然后在调用完各个基类的构造函数后将虚表指针覆盖为对象自身的虚表地址，唯一不同的是，派生类有多个虚表指针，有几个派生类就有几个虚表指针。另外派生类的内存分布与单继承的分布情况相似，根据继承顺序从低地址到高地址依次摆放，最后是派生类自己定义的部分，每个基类都会在其自身所在位置的首地址处构建一个虚表。在调用各自基类的构造函数时，并不是笼统的将对象的首地址传递给基类的构造函数，而是经过相应的地址偏移之后，将偏移后的地址传递给对应的构造。在转化为父类的指针时也是经过了相应的地址偏移。在析构时首先析构自身，然后按照与构造相反的顺序调用基类的析构函数。dynamic_cast强制类型转化与static_cast类型转化根据上面的说明我们可以简单的画一张图：这个对象中有三个虚表，分别位于各个基类所在内存的首地址处，如果我们利用多态的特性进行类型转化的话如果采用static_cast的方式会进行静态转化，也就是说它只是简单的将对象的首地址进行类型转化，这个时候如果调用CParent2的函数，在编译的时候不会报错，但是在运行时可能在虚表中（注意如果是这种情况它找到的虚表其实是CParent1的虚表）找不到想要的虚函数，这个时候调用会引起非法内存访问，造成程序崩溃。但是用dynamic_cast可以进行偏移地址的计算，自动偏移到CParent2内存部分的首地址，这个时候调用虚函数不会产生崩溃的问题。所以在有多重继承和多继承的时候尽量使用dynamic_cast进行类型转化。抽象类抽象类是不能实例化的类，只要有纯虚函数就是一个抽象类。纯虚函数是只有定义而没有实现的函数，由于虚函数的地址需要填入虚表，所以必须提供虚函数的定义，以便编译器能够将虚函数的地址放入虚表，所以虚函数必须定义，但是纯虚函数不一样，它不能定义。class CParent { public: virtual show() = 0; }; class CChild : public CParent { public: virtual show(){ printf("CChild()\n"); } }; int main() { CChild cc; CParent *p = &cc; p->show(); return 0; }上面的代码定义了一个抽象类CParent，而CChild继承这个抽象类并实现了其中的纯虚函数，在主函数中通过基类的指针掉用虚函数，形成多态。22: CChild cc; 00401288 lea ecx,[ebp-4] 0040128B call @ILT+0(CChild::CChild) (00401005) 23: CParent *p = &cc; 00401290 lea eax,[ebp-4] 00401293 mov dword ptr [ebp-8],eax 24: p->show(); 00401296 mov ecx,dword ptr [ebp-8] 00401299 mov edx,dword ptr [ecx] 0040129B mov esi,esp 0040129D mov ecx,dword ptr [ebp-8] 004012A0 call dword ptr [edx] ;CChild构造函数 004012F0 call @ILT+25(CParent::CParent) (0040101e) 004012F5 mov eax,dword ptr [ebp-4] 004012F8 mov dword ptr [eax],offset CChild::`vftable' (0042f01c) CParent构造函数 00401399 pop ecx 0040139A mov dword ptr [ebp-4],ecx 0040139D mov eax,dword ptr [ebp-4] 004013A0 mov dword ptr [eax],offset CParent::`vftable' (0042f02c) 004013A6 mov eax,dword ptr [ebp-4]构造函数中仍然是调用了基类的构造函数，并在基类的构造中对虚表指针进行了赋值，但是基类中并没有定义show函数，而是将它作为纯虚函数，那么虚表中存储的的是什么东西呢，这个位置存储的是一个_purecall函数，主要是为了防止误调纯虚函数。菱形继承菱形继承是最为复杂的一种继承方式，它结合了单继承和多继承class CGrand { public: virtual void func1(){ printf("CGrand func1()\n"); } protected: int m_nNum1; }; class CParent1 : public CGrand { public: virtual void func2(){ printf("CParent1 func2()\n"); } virtual void func3(){ printf("CParent1 func3()\n"); } protected: int m_nNum2; }; class CParent2 : public CGrand { public: virtual void func4(){ printf("CParent2 func4()\n"); } virtual void func5(){ printf("CParent2 func5()\n"); } protected: int m_nNum3; }; class CChild : public CParent1, public CParent2 { public: virtual void func2(){ printf("CChild func2()\n"); } virtual void func4(){ printf("CChild func4()\n"); } protected: int m_nNum4; }; int main() { CChild cc; CParent1 *p1 = &cc; CParent2 *p2 = &cc; return 0; }上面的代码中有4个类，其中CGrand类为祖父类，而CParent1 CParent2为父类，他们都派生自组父类，而子类继承与CParent1 CParent2，根据前面的经验可以知道sizeof(CGrand) = 4(vt) + 4(int) = 8，而sizeof(CParent1) = sizeof(CParent2) = sizeof(CGrand) + 4(int) = 12， sizeof(CChild) = sizeof(CParent1) + sizeof(CParent2) + 4(int) = 28;大致可以知道CChild对象的内存分布是CParent1 CParent2 int这种情况，通过反汇编的方式我们可以看出对象的内存分布如下：内存的分步来看，CParent1 CParent2都继承自CGrand类，所以他们都有CGrand类的成员，而CChild类继承自两个类，所以CGrand类的成员在CChild类中有两份，所以在调用m_nNum1成员时会产生二义性，编译器不知道你准备调用那个m_nNum1成员，所以一般这个时候需要指定调用的是哪个部分的m_nNum1成员。同时在转化为祖父类的时候也会产生二义性。而虚继承可以有效的解决这个问题。一般来说虚继承可以有效的避免二义性是因为重复的内容在对象中只有一份。下面对上述例子进行相应的修改，为每个类添加构造函数构造初始化这些成员变量：m_nNum1 = 1；m_nNum2 = 2； m_nNum3 = 3； m_nNum4 = 4；另外再为CParent1 CParent2类添加虚继承。这个时候我们运行程序输入类CChild的大小：sizeof(CChild) = 36；按照之前所说的同样的内容只保留的一份，那内存大小应该会减少才对，为何突然增大了8个字节呢，下面来看看对象在内存中的分步：0012FF5C 30 F0 42 000012FF60 48 F0 42 00 0012FF64 02 00 00 000012FF68 24 F0 42 000012FF6C 3C F0 42 000012FF70 03 00 00 000012FF74 04 00 00 000012FF78 20 F0 42 000012FF7C 01 00 00 00上述内存的分步与我们之前想象的有很大的不同，所有变量的确只有一份，但是总内存大小还是变大了，同时它的存储顺序也不是按照我们之前所说的父类的排在子类的前面，而且还多了一些我们并不了解的数据下面通过反汇编代码来说明这些数值的作用：;主函数部分 73: CChild cc; 004012D8 push 1;是否构造祖父类1表示构造，0表示不构造 004012DA lea ecx,[ebp-24h] 004012DD call @ILT+5(CChild::CChild) (0040100a) 74: printf("%d\n", sizeof(cc)); 004012E2 push 24h 004012E4 push offset string "%d\n" (0042f01c) 004012E9 call printf (00401a70) 004012EE add esp,8 75: CParent1 *p1 = &cc; 004012F1 lea eax,[ebp-24h] 004012F4 mov dword ptr [ebp-28h],eax 76: CParent2 *p2 = &cc; 004012F7 lea ecx,[ebp-24h] 004012FA test ecx,ecx 004012FC je main+46h (00401306) 004012FE lea edx,[ebp-18h] 00401301 mov dword ptr [ebp-34h],edx 00401304 jmp main+4Dh (0040130d) 00401306 mov dword ptr [ebp-34h],0 0040130D mov eax,dword ptr [ebp-34h] 00401310 mov dword ptr [ebp-2Ch],eax 77: CGrand *p3 = &cc; 00401313 lea ecx,[ebp-24h] 00401316 test ecx,ecx;this指针不为空 00401318 jne main+63h (00401323);不为空则跳转 0040131A mov dword ptr [ebp-38h],0 00401321 jmp main+70h (00401330) 00401323 mov edx,dword ptr [ebp-20h];edx = 0x0040f048 00401326 mov eax,dword ptr [edx+4];eax = 0x18这个可以通过查看内存获得 00401329 lea ecx,[ebp+eax-20h]; ebp + eax - 20h = 0x0012ff78, ecx = 0x0012FF78 0040132D mov dword ptr [ebp-38h],ecx;经过偏移后获得这个地址 00401330 mov edx,dword ptr [ebp-38h] 00401333 mov dword ptr [ebp-30h],edx ;CChild构造 0040135A mov dword ptr [ebp-4],ecx 0040135D cmp dword ptr [ebp+8],0 00401361 je CChild::CChild+42h (00401382) 00401363 mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401366 mov dword ptr [eax+4],offset CChild::`vbtable' (0042f048) 0040136D mov ecx,dword ptr [ebp-4] 00401370 mov dword ptr [ecx+10h],offset CChild::`vbtable' (0042f03c) 00401377 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 0040137A add ecx,1Ch 0040137D call @ILT+0(CGrand::CGrand) (00401005);this 指针向下偏移1ch，开始构造父类 00401382 push 0;保证父类只构造一次 00401384 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 00401387 call @ILT+60(CParent1::CParent1) (00401041) 0040138C push 0 0040138E mov ecx,dword ptr [ebp-4] 00401391 add ecx,0Ch 00401394 call @ILT+65(CParent2::CParent2) (00401046) 00401399 mov edx,dword ptr [ebp-4] 0040139C mov dword ptr [edx],offset CChild::`vftable' (0042f030) 004013A2 mov eax,dword ptr [ebp-4] 004013A5 mov dword ptr [eax+0Ch],offset CChild::`vftable' (0042f024) 004013AC mov ecx,dword ptr [ebp-4] 004013AF mov edx,dword ptr [ecx+4] 004013B2 mov eax,dword ptr [edx+4] 004013B5 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 004013B8 mov dword ptr [ecx+eax+4],offset CChild::`vftable' (0042f020) 57: m_nNum4 = 4; 004013C0 mov edx,dword ptr [ebp-4] 004013C3 mov dword ptr [edx+18h],4 58: } ;CGrand构造 00401429 pop ecx 0040142A mov dword ptr [ebp-4],ecx 0040142D mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401430 mov dword ptr [eax],offset CGrand::`vftable' (0042f054);虚表指针后期会被替代 10: m_nNum1 = 1; 00401436 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 00401439 mov dword ptr [ecx+4],1 11: } ;CParent1构造 04014C9 pop ecx 004014CA mov dword ptr [ebp-4],ecx 004014CD cmp dword ptr [ebp+8],0;不再调用祖父类构造 004014D1 je CParent1::CParent1+38h (004014e8) 004014D3 mov eax,dword ptr [ebp-4] 004014D6 mov dword ptr [eax+4],offset CParent1::`vbtable' (0042f07c) 004014DD mov ecx,dword ptr [ebp-4] 004014E0 add ecx,0Ch 004014E3 call @ILT+0(CGrand::CGrand) (00401005);这个时候会跳过这个构造函数的调用通过上面的代码可以看出，为了使得相同的内容只有一份，在程序中额外传入一个参数作为标记，用于表示是否调用祖父类构造函数，当初始化完祖父类后将此标记置0以后不再初始化，另外程序在每个父类中都多添加了一个四字节的成员用来存储一个一个偏移地址，以便能正确的将派生类转化为父类。所以每当多出一个虚继承就多了一个记录偏移量的4字节内存，所以这个类总共多出了8个字节。所以这时候的类所占内存大小为28 + 4 * 2 = 36字节。

C++多态 面向对象的程序设计的三大要素之一就是多态，多态是指基类的指针指向不同的派生类，其行为不同。多态的实现主要是通过虚函数和虚表来完成，虚表保存在对象的头四个字节，要调用虚函数必须存在对象，也就是说虚函数必须作为类的成员函数来使用。编译器为每个拥有虚函数的对象准备了一个虚函数表，表中存储了虚函数的地址，类对象在头四个字节中存储了虚函数表的指针。下面是一个具体的例子class CVirtual { public: virtual void showNumber(){ printf("%d\n", nNum); } virtual void setNumber(int n){ nNum = n; } private: int nNum; }; int main() { CVirtual cv; cv.setNumber(2); cv.showNumber(); return 0; }上述这段代码定义了两个虚函数setNumber和showNumber，并在主函数中调用了他们，下面通过反汇编的方式来展示编译器是如何调用虚函数的26: CVirtual cv; 00401288 lea ecx,[ebp-8];对象中有一个整形数字占4个字节，同时又有虚函数，头四个字节用来存储虚函数表指针，总共占8个字节 0040128B call @ILT+25(CVirtual::CVirtual) (0040101e);调用构造函数 27: cv.setNumber(2); 00401290 push 2 00401292 lea ecx,[ebp-8] 00401295 call @ILT+0(CVirtual::setNumber) (00401005);调用虚函数 28: cv.showNumber(); 0040129A lea ecx,[ebp-8] 0040129D call @ILT+5(CVirtual::showNumber) (0040100a);调用虚函数 29: return 0; 004012A2 xor eax,eax ;构造函数 0401389 pop ecx;还原ecx使得ecx保存对象的首地址 0040138A mov dword ptr [ebp-4],ecx 0040138D mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401390 mov dword ptr [eax],offset CVirtual::`vftable' (0042f020);将虚函数表的首地址赋值到对象的头4个字节 00401396 mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401399 pop edi 0040139A pop esi 0040139B pop ebx 0040139C mov esp,ebp 0040139E pop ebp 0040139F ret ;setNumber(int n) 0040134A mov dword ptr [ebp-4],ecx 18: nNum = n; 0040134D mov eax,dword ptr [ebp-4];eax = ecx 00401350 mov ecx,dword ptr [ebp+8] 00401353 mov dword ptr [eax+4],ecx 从上面的汇编代码可以看到，当类中有虚函数的时候，编译器会提供一个默认的构造函数，用于初始化对象的头4个字节，这四个字节存储的是一个指针值，我们定位到这个指针所在的内存如下图：这段内存中存储了两个值，分别为0x0040100AH和0x00401005H，我们执行后面的代码发现，这两个地址给定的是虚函数所在的地址。在调用时编译器直接调用对应的虚函数，并没有通过虚表来寻址到对应的函数地址。下面看另外一个例子:class CParent { public: virtual void showClass() { printf("CParent\n"); } }; class CChild:public CParent { public: virtual void showClass() { printf("CChild\n"); } }; int main() { CParent *pClass = NULL; CParent cp; CChild cc; pClass = &cp; pClass->showClass(); pClass = &cc; pClass->showClass(); pClass = NULL; return 0; }上述代码定义了一个基类和派生类，并且在派生类中重写了函数showClass,在调用时用分别利用基类的指针指向基类和派生类的对象来调用这个虚函数，得到的结果自然是不同的，这样构成了多态。下面是它的反汇编代码，这段代码基本展示了多态的实现原理29: CParent *pClass = NULL; 00401288 mov dword ptr [ebp-4],0 30: CParent cp; 0040128F lea ecx,[ebp-8] 00401292 call @ILT+30(CParent::CParent) (00401023);调用构造函数 31: CChild cc; 00401297 lea ecx,[ebp-0Ch] 0040129A call @ILT+0(CChild::CChild) (00401005) 32: pClass = &cp; 0040129F lea eax,[ebp-8];取对象的首地址 004012A2 mov dword ptr [ebp-4],eax; 33: pClass->showClass(); 004012A5 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 004012A8 mov edx,dword ptr [ecx];将指针值放入到edx中 004012AA mov esi,esp 004012AC mov ecx,dword ptr [ebp-4];获取虚函数表指针 004012AF call dword ptr [edx];调转到虚函数指针所对应的位置执行代码 004012B1 cmp esi,esp 004012B3 call __chkesp (00401560) 34: pClass = &cc; 004012B8 lea eax,[ebp-0Ch] 004012BB mov dword ptr [ebp-4],eax 35: pClass->showClass(); 004012BE mov ecx,dword ptr [ebp-4] 004012C1 mov edx,dword ptr [ecx] 004012C3 mov esi,esp 004012C5 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 004012C8 call dword ptr [edx] 004012CA cmp esi,esp 004012CC call __chkesp (00401560) 36: pClass = NULL; 004012D1 mov dword ptr [ebp-4],0 37: return 0; 004012D8 xor eax,eax从上述代码来看，在调用虚函数时首先根据头四个字节的值找到对应的虚函数表，然后根据虚函数表中存储的内容来找到对应函数的地址，最后根据函数地址跳转到对应的位置，执行函数代码。由于虚函数表中的虚函数是在编译时就根据对象的不同将对应的函数装入到各自对象的虚函数表中，因此，不同的对象所拥有的虚函数表不同，最终根据虚函数表寻址到的虚函数也就不同，这样就构成了多态。对于虚函数的调用，先后经历了几次间接寻址，比直接调用函数效率低了一些，通过虚函数间接寻址访问的情况只有利用类对象的指针或者引用来访问虚函数时才会出现，利用对象本身调用虚函数时，没有必要进行查表，因为已经明确调用的是自身的成员函数，没有构成多态，查表只会降低程序的运行效率。

C++类的构造函数与析构函数 C++中每个类都有其构造与析构函数，它们负责对象的创建和对象的清理和回收，即使我们不写这两个，编译器也会默认为我们提供这些构造函数。下面仍然是通过反汇编的方式来说明C++中构造和析构函数是如何工作的。编译器是否真的会默认提供构造与析构函数在一般讲解C++的书籍中都会提及到当我们不为类提供任何构造与析构函数时编译器会默认提供这样六种成员函数：不带参构造，拷贝构造，“=”的重载函数，析构函数，以及带const和不带const的取地址符重载。但是编译器具体是怎么做的，下面来对其中的部分进行说明不带参构造下面是一个例子：class test { private: char szBuf[255]; public: static void print() { cout<<"hello world"; } }; void printhello(test t) { t.print(); } int main(int argc, char* argv[]) { test t; printhello(t); return 0; }下面是对应的汇编源码：00401400 push ebp 00401401 mov ebp,esp 00401403 sub esp,140h;栈顶向上抬了140h的空间用于存储类对象的数据 00401409 push ebx 0040140A push esi 0040140B push edi 0040140C lea edi,[ebp-140h] 00401412 mov ecx,50h 00401417 mov eax,0CCCCCCCCh 0040141C rep stos dword ptr [edi] 26: test t; 27: printhello(t); 0040141E sub esp,100h从上面可以看到，在定义类的对象时并没有进行任何的函数调用，在进行对象的内存空间分配时仅仅是将栈容量扩大，就好像定义一个普通变量一样，也就是说在默认情况下编译器并不会提供不带参的构造函数，在初始化对象时仅仅将其作为一个普通变量，在编译之前计算出它所占内存的大小，然后分配，并不调用函数。再看下面一个例子：class test { private: char szBuf[255]; public: virtual void sayhello() { cout<<"hello world"; } static void print() { cout<<"hello world"; } }; void printhello(test t) { t.print(); } int main(int argc, char* argv[]) { test t; printhello(t); return 0; }30: test t; 0040143E lea ecx,[ebp-104h] 00401444 call @ILT+140(test::test) (00401091) ;构造函数 004014A0 push ebp 004014A1 mov ebp,esp 004014A3 sub esp,44h 004014A6 push ebx 004014A7 push esi 004014A8 push edi 004014A9 push ecx 004014AA lea edi,[ebp-44h] 004014AD mov ecx,11h 004014B2 mov eax,0CCCCCCCCh 004014B7 rep stos dword ptr [edi] 004014B9 pop ecx 004014BA mov dword ptr [ebp-4],ecx 004014BD mov eax,dword ptr [ebp-4] 004014C0 mov dword ptr [eax],offset test::`vftable' (0042f02c) 004014C6 mov eax,dword ptr [ebp-4] 004014C9 pop edi 004014CA pop esi 004014CB pop ebx 004014CC mov esp,ebp 004014CE pop ebp这段C++代码与之前的仅仅是多了一个虚函数，这个时候编译器为这个类定义了一个默认的构造函数，从汇编代码中可以看到，这个构造函数主要初始化了类对象的头4个字节，将虚函数表的地址放入到这个4个字节中，因此我们得出结论，一般编译器不会提供不带参的构造函数，除非类中有虚函数。下面请看这样一个例子：class Parent { public: Parent() { cout<<"parent!"<<endl; } }; class child: public Parent { private: char szBuf[10]; }; int main() { child c; return 0; } 下面是它的汇编代码：27: child c; 004013A8 lea ecx,[ebp-0Ch] 004013AB call @ILT+100(child::child) (00401069) ;构造函数 ;函数初始化代码略 004013E9 pop ecx 004013EA mov dword ptr [ebp-4],ecx 004013ED mov ecx,dword ptr [ebp-4] 004013F0 call @ILT+80(Parent::Parent) (00401055) ;最后函数的收尾工作，代码略从上面的代码看，当父类存在构造函数时，编译器会默认为子类添加构造函数，子类的构造函数主要是调用父类的构造函数。class Parent { public: virtual sayhello() { cout<<"hello"<<endl; } }; class child: public Parent { private: char szBuf[10]; }; int main() { child c; return 0; }27: child c; 004013B8 lea ecx,[ebp-10h] 004013BB call @ILT+100(child::child) (00401069) ;构造函数 004013FA mov dword ptr [ebp-4],ecx 004013FD mov ecx,dword ptr [ebp-4] 00401400 call @ILT+80(Parent::Parent) (00401055);调用父类的构造函数 00401405 mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401408 mov dword ptr [eax],offset child::`vftable' (0042f01c);初始化虚函数表 0040140E mov eax,dword ptr [ebp-4]从上面的代码中可以看到，当父类有虚函数时，编译器也会提供构造函数，主要用于初始化头四个字节的虚函数表的指针。拷贝构造当我们不写拷贝构造的时候，仍然能用一个对象初始化另一个对象，下面是这样的一段代码int main(int argc, char* argv[]) { test t1; test t(t1); printhello(t); return 0; }我们还是用之前定义的那个test类，将类中的虚函数去掉，下面是对应的反汇编代码30: test t1; 31: test t(t1); 0040141E mov ecx,3Fh 00401423 lea esi,[ebp-100h] 00401429 lea edi,[ebp-200h] 0040142F rep movs dword ptr [edi],dword ptr [esi] 00401431 movs word ptr [edi],word ptr [esi] 00401433 movs byte ptr [edi],byte ptr [esi]从这段代码中可以看到，利用一个已有的类对象来初始化一个新的对象时，编译器仍然没有为其提供所谓的默认拷贝构造函数，在初始化时利用串操作，将一个对象的内容拷贝到另一个对象。当类中有虚函数时，会提供一个拷贝构造，主要用于初始化头四个字节的虚函数表，在进行对象初始化时仍然采用的是直接内存拷贝的方式。由于默认的拷贝构造是进行简单的内存拷贝，所以当类中的成员中有指针变量时尽量自己定义拷贝构造，进行深拷贝，否则在以后进行析构时会崩溃。另外几种就不再一一进行说明，它们的情况与上面的相似，有兴趣的可以自己编写代码验证。另外需要注意的是，只要定义了任何一个类型的构造函数，那么编译器就不会提供默认的构造函数。最后总结一下默认情况下编译器不提供这些函数，只有父类自身有构造函数，或者自身或父类有虚函数时，编译器才会提供默认的构造函数。何时会调用构造函数当对一个类进行实例化，也就是创建一个类的对象时，会调用其构造函数。对于栈中的局部对象，当定义一个对象时会调用构造函数对于堆对象，当用户调用new新建对象时调用构造函数对于全局对象和静态对象，当程序运行之处会调用构造函数下面重点说明当对象作为函数参数和返回值时的情况作为函数参数当对象作为函数参数时调用的是拷贝构造，而不是普通的构造函数下面是一个例子代码：class CA { public: CA() { cout<<"构造函数"<<endl; } CA(CA &ca) { cout<<"拷贝构造"<<endl; } private: char szBuf[255]; }; void Test(CA a) { return; } int main() { CA a; Test(a); return 0; }对应的汇编代码如下：33: Test(a); 004013F9 sub esp,100h 004013FF mov ecx,esp 00401401 lea eax,[ebp-100h];eax保存对象的首地址 00401407 push eax 00401408 call @ILT+15(CA::CA) (00401014) 0040140D call @ILT+35(Test) (00401028) ;拷贝构造代码 cout<<"拷贝构造"<<endl; 0040152D push offset @ILT+50(std::endl) (00401037) 00401532 push offset string "\xbf\xbd\xb1\xb4\xb9\xb9\xd4\xec" (0042f028) 00401537 push offset std::cout (00434088) 0040153C call @ILT+170(std::operator<<) (004010af) 00401541 add esp,8 00401544 mov ecx,eax 00401546 call @ILT+125(std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<<) (00401082) 21: } 0040154B mov eax,dword ptr [ebp-4] 0040154E pop edi 0040154F pop esi 00401550 pop ebx 00401551 add esp,44h 00401554 cmp ebp,esp 00401556 call __chkesp (004025d0) 0040155B mov esp,ebp 0040155D pop ebp 0040155E ret 4从上面的代码来看，当对象作为函数参数时，首先调用构造函数，将参数进行拷贝。作为函数的返回值class CA { public: CA() { cout<<"构造函数"<<endl; } CA(CA &ca) { cout<<"拷贝构造"<<endl; } private: char szBuf[255]; }; CA Test() { CA a; return a; } int main() { CA a = Test(); return 0; }34: CA a = Test(); 0040155E lea eax,[ebp-200h];eax保存的是对象a 的首地址 00401564 push eax 00401565 call @ILT+145(Test) (00401096);调用test函数 0040156A add esp,4 0040156D push eax;函数返回的临时存储区的地址 0040156E lea ecx,[ebp-100h] 00401574 call @ILT+15(CA::CA) (00401014);调用拷贝构造 ;test函数 28: CA a; 004013BE lea ecx,[ebp-100h] 004013C4 call @ILT+10(CA::CA) (0040100f) 29: return a; 004013C9 lea eax,[ebp-100h] 004013CF push eax 004013D0 mov ecx,dword ptr [ebp+8] 004013D3 call @ILT+15(CA::CA) (00401014);调用拷贝构造 004013D8 mov eax,dword ptr [ebp+8];ebp + 8是用来存储对象的临时存储区 通过上面的反汇编代码可以看到，在函数返回时会首先调用拷贝构造，将对象的内容拷贝到一个临时存储区中，然后通过eax寄存器返回，在需要利用函数返回值时再次调用拷贝构造，将eax中的内容拷贝到对象中。另外从这些反汇编代码中可以看到，拷贝构造以对象的首地址为参数，返回新建立的对象的地址。当需要对对象的内存进行拷贝时调用拷贝构造，拷贝构造只能传递对象的地址或者引用，不能传递对象本身，我们知道对象作为函数参数时会调用拷贝构造，如果以对象作为拷贝构造的参数，那么回造成拷贝构造的无限递归。何时调用析构函数对于析构函数的调用我们仍然分为以下几个部分：局部类对象：当对象所在的生命周期结束后，即一般语句块结束或者函数结束时会调用全局对象和静态类对象：当程序结束时会调用构造函数堆对象：当程序员显式调用delete释放空间时调用参数对象下面是一个例子代码：class CA { public: ~CA() { printf("~CA()\n"); } private: char szBuf[255]; }; void Test(CA a) { printf("test()\n"); } int main() { CA a; Test(a); return 0; }下面是它的反汇编代码;Test(a) 0040133A sub esp,100h;在main函数栈外开辟一段内存空间用于保存函数参数 00401340 mov ecx,3Fh;类大小为255个字节，为了复制这块内存，每次复制4字节，共需要63次 00401345 lea esi,[ebp-10Ch];esi保存的是对象的首地址 0040134B mov edi,esp;参数首地址 0040134D rep movs dword ptr [edi],dword ptr [esi];执行复制操作 0040134F movs word ptr [edi],word ptr [esi] 00401351 movs byte ptr [edi],byte ptr [esi];将剩余几个字节也复制 00401352 call @ILT+5(Test) (0040100a);调用test函数 ;调用Test函数 23: printf("test()\n"); 00401278 push offset string "test()\n" (0042f01c) 0040127D call printf (00401640) 00401282 add esp,4 24: } 00401285 lea ecx,[ebp+8];参数首地址 00401288 call @ILT+0(CA::~CA) (00401005)从上面的代码看，当类对象作为函数参数时，首先会调用拷贝构造（当程序不提供拷贝构造时，系统默认在对象之间进行简单的内存复制，这个就是提供的默认拷贝构造函数）然后当函数结束，程序执行到函数大括号初时，首先调用析构完成对象内存的释放，然后执行函数返回和做最后的清理工作函数返回对象下面是函数返回对象的代码：class CA { public: ~CA() { printf("~CA()\n"); } private: char szBuf[255]; }; CA Test() { printf("test()\n"); CA a; return a; } int main() { CA a = Test(); return 0; }30: CA a = Test(); 0040138E lea eax,[ebp-100h];eax保存了对象的地址 00401394 push eax 00401395 call @ILT+20(Test) (00401019) 0040139A add esp,4 31: return 0; 0040139D mov dword ptr [ebp-104h],0 004013A7 lea ecx,[ebp-100h] 004013AD call @ILT+0(CA::~CA) (00401005);调用类的析构函数 004013B2 mov eax,dword ptr [ebp-104h] 32: } ;test函数 24: CA a; 25: return a; 004012AA mov ecx,3Fh 004012AF lea esi,[ebp-10Ch];esi保存的是类对象的首地址 004012B5 mov edi,dword ptr [ebp+8];ebp+8是当初调用这个函数时传进来的类的首地址 004012B8 rep movs dword ptr [edi],dword ptr [esi] 004012BA movs word ptr [edi],word ptr [esi] 004012BC movs byte ptr [edi],byte ptr [esi] 004012BD mov eax,dword ptr [ebp-110h] 004012C3 or al,1 004012C5 mov dword ptr [ebp-110h],eax 004012CB lea ecx,[ebp-10Ch] 004012D1 call @ILT+0(CA::~CA) (00401005);调用析构函数 004012D6 mov eax,dword ptr [ebp+8]当类作为返回值返回时，如果定义了一个变量来接收这个返回值，那么在调用函数时会首先保存这个值，然后直接复制到这个内存中，但是接着执行类的析构函数析构在函数中定义的类对象，接受返回值得这块内存一直等到它所在的语句块结束才调用析构如果不要这个返回值时又如何呢,下面的代码说明了这个问题int main() { Test(); printf("main()\n"); return 0; } 30: Test(); 0040138E lea eax,[ebp-100h] 00401394 push eax 00401395 call @ILT+20(Test) (00401019) 0040139A add esp,4 0040139D lea ecx,[ebp-100h] 004013A3 call @ILT+0(CA::~CA) (00401005) 31: printf("main()\n"); 004013A8 push offset string "main()\n" (0042f030) 004013AD call printf (00401660) 004013B2 add esp,4同样可以看到当我们不需要这个返回值时，函数仍然会将对象拷贝到这块临时存储区中，但是会立即进行析构对这块内存进行回收。

结构体和类 在C++中类与结构体并没有太大的区别，只是默认的成员访问权限不同，类默认权限为私有，而结构体为公有，所以在这将它们统一处理，在例子中采用类的方式。类对象在内存中的分布在类中只有数据成员占内存空间，而类的函数成员主要分布在代码段中，不占内存空间，一般对象所占的内存空间大小为sizeof(成员1) + sizeof(成员2) + ... + sizeof(成员n)但是有几种情况不符合这个公式，比如虚函数和继承，空类，内存对齐，静态数据成员。只要出现虚函数就会多出4个字节的空间，作为虚函数表，继承时需要考虑基类的大小，另外出现静态成员时静态成员由于存在于数据段中，并不在类对象的空间中，所以静态成员不计算在类对象的大小中这些不在此处讨论，主要说明其余的三种情况：空类按照上述公式，空类应该不占内存，但是实际情况却不是这样，下面来看一个具体的例子：class Test { public: int Print(){printf("Hello world!\n");} }; int main() { Test test; printf("%d\n", sizeof(test)); return 0; }运行程序发现，输出结果为1，这个结果与我们预想的可能有点不一样，按理来说，空类中没有数据成员，应该不占内存空间才对，但是我们知道每个类都有一个this指针指向具体的内存，以便成员函数的调用，即使定义一个类什么都不写，编译器也会提供默认的构造函数用来初始化类，但是如果类的实例不占内存空间，那么该如何初始化？所以编译器为它分配一个1字节的空间以便初始化this指针。所以空类占一个字节。内存对齐下面看这样一个类class Test { public: short s; int n; };当在程序中定义这样一个类，通过sizeof来输出大小得到的是8，上面的公式又不满足了，我们知道为了程序的运行效率，编译器并不会依次申请内存用于存储变量，而会采用内存对齐的方式，以牺牲一定内存空间的代价来换取程序的效率，这个类的大小为8，也是内存对齐的结果，查看类工各个成员的地址我们发现 n的地址为0x0012ff44，而s的地址为0x0012ff40，s本来是占2个字节，但是n并没有出现在其后的42的位置，我所用的VC++6.0默认采用的是8个字节的对齐方式，假设编译器采用的是n个字节的对齐方式，而类中某成员实际所占内存空间的大小为m，那么该成员所在的内存地址必须为p的整数倍，而p = min(m, n)，所以对于s来说，采用的是2个字节的对齐方式，分配到的首地址为40是2的倍数，而其后的整型成员n占4个字节，采用上述公式，得到它的内存地址应该是4的倍数，所以取其后的44作为它的地址，中间有两个字节没有使用，所以这个类占8个字节。下面再来看一个例子:class Test { public: short s; //8 double d; //8 char c; };通过程序得出当前结果体的大小为24，根据上面的分析，首先在为s分配空间的时候采用的是2个字节的对齐方式，假设分配到的地址为0x0012ff40，那么d采用的是8个字节的对齐方式，它的地址应该为0x0012ff48，最后为c分配内存的时候，应该是用1个字节的对齐方式，总共应该占的空间为8 + 8 + 1 = 17但是结果却并不是这样。在内存对齐时编译器实际采用对齐方式是：假设结构体成员的最大成员占n个字节，编译器默认采用m个字节的对齐方式，那么实际对齐大小应该为min(m, n)的整数倍，所以实际采用的是8个字节的对齐方式，而结构体的大小应该是实际对齐方式的整数倍，所以占24个字节。在编写程序时可以使用#pragma pack(n)的方式来改变编译器的默认对齐方式。另外对于嵌套定义的结构体，对齐情况也有少许不同。class One { public: short s; double d; char c; }; class Two { One one; int n; };输出class two的大小为32个字节，嵌套定义的结构体仍然能够满足上述两个法则，首先其中的成员结构体one大小为24，然后另外一个成员n占4个字节，得到总共占28个字节，然后根据第二个对齐的规则在24和8之间取最小值8，可以得到结构体的大小应该为8的整数倍32个字节。类的成员函数类的成员函数在调用时直接利用对象打点调用，在函数中直接使用类中的成员，函数操作的是不同对象的数据成员，能够达到这个目的实际上类的对象在调用类的成员函数时默认传入的第一个参数是一个指向这个对象地址的指针叫做this指针，具体this指针的原理看下面一段代码：class test { private: int i; public: test(){i = 0;} int GetNum() { i = 10; return i; }; }; int main(int argc, char* argv[]) { test t; t.GetNum(); return 0; } 下面对应的反汇编代码：;主函数 24: test t; 00401278 lea ecx,[ebp-4] 0040127B call @ILT+20(test::test) (00401019) 25: t.GetNum(); 00401280 lea ecx,[ebp-4] 00401283 call @ILT+0(test::GetNum) (00401005) 26: return 0; 00401288 xor eax,eax ;GetNum()函数 18: i = 10; 0040130D mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401310 mov dword ptr [eax],0Ah 19: return i; 00401316 mov ecx,dword ptr [ebp-4] 00401319 mov eax,dword ptr [ecx]在主函数中定义类的对象时首先会调用其构造函数，在调用函数之前首先通过lea指令获取到对象的首地址并将它保存到了ecx寄存器中，在函数GetNum中，首先是在函数栈中定义了一个局部变量，将这个局部变量的值赋值为10，然后将这个局部变量的值赋值到ecx所在地址的内存中，最后再将这块内存中的值放到eax中作为参数返回。通过这部分代码可以看到，this指针并不是通过参数栈的方式传递给成员函数的，而是通过一个寄存器来传递，但是成员函数中若有参数，则仍然通过参数栈的方式传递参数。通过寄存器传递给成员方法作为this指针，然后根据数据成员定义的顺序和类型进行指针偏移找到对应的内存地址，对其进行操作。类的静态成员静态数据成员类的静态成员与之前所说的函数中的局部静态变量相似，它们都存储在数据段中，它们的生命周期与它们所在的位置无关，都是全局的生命周期，它们的可见性被封装到了它们所在的位置，对于函数中的局部静态变量来说，只在函数中可见，对于在文件中的全局静态变量来说，它们只在当前文件中可见，类中的局部静态变量可见性只在类中可见。类的静态数据成员的生命周期与类对象的无关，这样我们可以通过类名::变量名的方式来直接访问这块内存，而不需要通过对象访问，由于静态数据成员所在的内存不在具体的类对象中，所以在C++中所有类的对象中的局部静态变量都是使用同一块内存区域，随便一个修改了静态变量的值，其他的对象中，这个静态变量的值都会发生变化。静态函数成员类中的函数成员也可以是静态的，下面看一个静态函数成员的例子。class test { public: static void print() { cout<<"hello world"; } }; int main(int argc, char* argv[]) { test t; t.print(); return 0; }下面是对应的汇编代码：21: test t; 22: t.print(); 00401388 call @ILT+80(test::print) (00401055)我们可以看到，在调用类的静态函数时并没有取对象的地址到ecx的操作，也就说，静态成员函数并不会传递this指针，由于静态成员的生命周期与对象无关，可以通过类名直接访问，那么如果静态成员函数也需要传递this指针的话，那么对于这种通过类名访问的时候，它要怎么传递this指针呢。另外由于静态成员函数不传递this指针，这样会造成另外一个问题，如果需要在这个静态函数中操作类的数据成员，那么通过对象调用时，它怎么能找到这个数据成员所在的地址，另外在还没有对象，通过类直接调用时，这个数据成员还没有分配内存地址，所以说在C++中为了避免这些问题直接规定静态函数不能调用类的非静态成员，但是静态数据成员虽然说由所有类共享，但是能够找到对应的内存地址，所以非静态成员函数是可以访问静态数据成员的。类作为函数参数前面在写函数原理的那篇博文时说过结构体是如何参数传递的，其实类也是一样的，当类作为参数时，会调用拷贝构造，拷贝到函数的参数栈中，下面通过一个简单的例子来说明class test { private: char szBuf[255]; public: static void print() { cout<<"hello world"; } }; void printhello(test t) { t.print(); } int main(int argc, char* argv[]) { test t; printhello(t); return 0; }26: test t; 27: printhello(t); 0040141E sub esp,100h 00401424 mov ecx,3Fh 00401429 lea esi,[ebp-100h] 0040142F mov edi,esp 00401431 rep movs dword ptr [edi],dword ptr [esi] 00401433 movs word ptr [edi],word ptr [esi] 00401435 movs byte ptr [edi],byte ptr [esi] 00401436 call @ILT+130(printhello) (00401087) 0040143B add esp,100h从上面的汇编代码上可以看出，在进行参数传递时通过rep mov这个指令来将对象所在内存中的内容拷贝到函数栈中。在函数参数需要对象时，直接传递对象会进行一次拷贝，这样不仅浪费内存空间，而且在效率上不高，可以通过传递指针或者引用的方式来实现，这样只消耗4个字节的空间，而且不用拷贝，如果希望函数中不修改对象的内容，可以加上const限定。类作为函数返回值类作为函数的返回值时也与之前所说的结构体作为函数的返回值类似，都是需要先将类拷贝到对应函数栈外部的内存中，然后在随着函数栈由系统统一回收，在这就不做特别的说明了。但是与作为参数不同，为了安全起见一般不要返回局部变量的指针或者引用，在某些需要返回类对象的场合一般只能返回类对象。

数组的剖析 C语言中数组是十分重要的一种结构，数组采用的是连续存储的方式，下面通过反汇编的方式来解析编译器对数组的操作。数组作为局部变量在任意一个函数当中定义的变量都会被当做局部变量，它们的生命周期与函数的调用有关，下面是一个例子：int main() { int nArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; int num1 = 1; int num2 = 2; int num3 = 3; int num4 = 4; int num5 = 5; printf("%d\n", num1); printf("%d\n", nArray[0]); printf("%d\n", nArray[1]); return 0; }下面是它对应的反汇编代码00401268 mov dword ptr [ebp-14h],1 0040126F mov dword ptr [ebp-10h],2 00401276 mov dword ptr [ebp-0Ch],3 ... 10: int num1 = 1; 0040128B mov dword ptr [ebp-18h],1 11: int num2 = 2; 00401292 mov dword ptr [ebp-1Ch],2 12: int num3 = 3; ... 16: printf("%d\n", num1); 004012AE mov eax,dword ptr [ebp-18h] 004012B1 push eax ... 17: printf("%d\n", nArray[0]); 004012BF mov ecx,dword ptr [ebp-14h] 004012C2 push ecx ... 18: printf("%d\n", nArray[1]); 004012D0 mov edx,dword ptr [ebp-10h] 004012D3 push edx ...为了节省篇幅，上面的汇编代码只截取了部分有代表性的内容，从上面的部分可以看到，数组采用连续的存储方式，在内存中从低地址部分到高地址部分依次存储，而普通的局部变量则是先定义的在高地址部分。在使用上也都是采用寄存器间接寻址的方式。在初始化时数组是从第0项开始依次向后赋值。但是如果我们将所有的数组成员都赋值为相同值时会怎样？9: int nArray[5] = {1}; 00401268 mov dword ptr [ebp-14h],1 0040126F xor eax,eax 00401271 mov dword ptr [ebp-10h],eax 00401274 mov dword ptr [ebp-0Ch],eax 00401277 mov dword ptr [ebp-8],eax 0040127A mov dword ptr [ebp-4],eax从上面的汇编代码可以看到，当初始化的值相同的时候，仍是采用依次赋值的方式。下面再来看看字符数组的初始化。0040126E mov eax,[string "Hello World!" (0042e01c)] 00401273 mov dword ptr [ebp-100h],eax 00401279 mov ecx,dword ptr [string "Hello World!"+4 (0042e020)] 0040127F mov dword ptr [ebp-0FCh],ecx 00401285 mov edx,dword ptr [string "Hello World!"+8 (0042e024)] 0040128B mov dword ptr [ebp-0F8h],edx 00401291 mov al,[string "Hello World!"+0Ch (0042e028)] 00401296 mov byte ptr [ebp-0F4h],al 0040129C mov ecx,3Ch 004012A1 xor eax,eax 004012A3 lea edi,[ebp-0F3h] 004012A9 rep stos dword ptr [edi] 004012AB stos word ptr [edi] 10: char *pszBuf = "Hello World!"; 004012AD mov dword ptr [ebp-104h],offset string "Hello World!" (0042e01c)字符串是特殊的字符数组，约定字符串的最后一个值为NULL。上面的代码显示出，对于字符串的初始化采用的是用寄存器的方式依次赋值4个字节的内容，而对于字符指针，在初始化的时候在程序的全局变量中存储了一个字符串，并将这个字符串的首地址赋值给对应的变量，这个字符串是位于常量内存区，所以只能寻址，而不能更改它。数组作为函数的参数当数组作为函数参数时传递的是数组的首地址，而不会拷贝整个内存区，这点许多人容易搞错。下面通过反汇编的方式来说明：void ShowArray(int a[5]) { for (int i = 0; i < 5; i++) { printf("%d\n", a[i]); } } int main() { int nArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; ShowArray(nArray); return 0; }19: ShowArray(nArray); 004012FB lea eax,[ebp-14h];取[ebp - 14h]的地址 004012FE push eax 004012FF call @ILT+0(ShowArray) (00401005) 00401304 add esp,4 ;ShowArray函数 00401268 mov dword ptr [ebp-4],0;初始化i = 0 0040126F jmp ShowArray+2Ah (0040127a) 00401271 mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401274 add eax,1 00401277 mov dword ptr [ebp-4],eax 0040127A cmp dword ptr [ebp-4],5 ;比较 i 与 5 0040127E jge ShowArray+49h (00401299);当i >= 5时跳出循环 11: { 12: printf("%d\n", a[i]); 00401280 mov ecx,dword ptr [ebp-4] ;ecx = i 00401283 mov edx,dword ptr [ebp+8] ;edx = 数组的首地址 00401286 mov eax,dword ptr [edx+ecx*4];寻址数组中的第i个元素 00401289 push eax 从上面的反汇编代码可以看出，在传值时只是将数组的首地址作为参数传入，而在函数的使用中直接通过传入的首地址来寻址数组中的各个元素，如果再函数的代码中添加一句sizeof来求这个数组的长度，那么返回的一定是4，而不是20。由于数组作为函数参数时函数不会记录数组的长度，那么为了防止越界，需要通过某种方式告知函数内部数组的长度，一般有两种方式，一种是想字符串那样规定一个结束标记，当到达这个结束标记时不再访问其下一个元素，二是通过传入一个参数表示数组的长度。另外数组作为返回值时与数组作为参数相同，都是通过指针的方式返回，但是需要牢记的一点是不要返回局部变量的地址或者引用。数组的成员的访问方式数组成员可以采用下标访问方式，也可以采用指针寻址方式，指针寻址不仅没有下标寻址方便，效率也没有下标寻址方式高。下面来看这两种方式的具体差距。11: int nArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; 00401268 mov dword ptr [ebp-14h],1 ... 12: int *p = nArray; 0040128B lea eax,[ebp-14h] 0040128E mov dword ptr [ebp-18h],eax 13: printf("%d\n", nArray[3]); 00401291 mov ecx,dword ptr [ebp-8] 00401294 push ecx ... 14: printf("%d\n", p + 3); 004012A2 mov edx,dword ptr [ebp-18h] 004012A5 add edx,0Ch 004012A8 push edx从上面的代码可以看出，指针寻址会另外开辟一个4字节的内存空间用来存储这个指针变量，同时使用指针也需要进行地址变换，首先通过指针p的地址找到p的值，然后通过p存储的值再次间接寻址找到对应的值。而数组下标法寻址，只通过直接寻址找到对应的元素并取出即可。如果下标中是整型变量，则直接通过公式addr + sizeof(type) * n(其中addr为数组的首地址，type为数组元素的值，n为下标值)来寻址，而下标为整型表达式，则先计算表达式的值，然后在通过这一公式来寻址。多维数组多维数组，我们主要来说明二维数组11: int nArray[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}}; 00401268 mov dword ptr [ebp-18h],1 0040126F mov dword ptr [ebp-14h],2 00401276 mov dword ptr [ebp-10h],3 0040127D mov dword ptr [ebp-0Ch],4 00401284 mov dword ptr [ebp-8],5 0040128B mov dword ptr [ebp-4],6通过汇编代码，对于多维数组在内存中存储的方式仍然为线性存储方式，对于多维数组会转化为一维数组数组，然后再依次存储各个一维数组的值，例如上面的例子中将二维数组转化为两个一维数组，然后分别在内存中对它们进行初始化。对于多维数组的寻址，例如int nArray2这样的数组，首先拆分为2个有3个元素的一维数组，在寻址时首先找到对应的一维数组的首地址，然后在对应的一维数组中寻址找到对应元素的值。这样对于多维数组都是转化为多个低一级的多维数组最终转化为一维数组的方式来解决。虽说多维数组是采用线性存储的方式来存储数据，但是在理解上我们可以将高维数组看成存储多个低维数组的特殊一维数组，比如int a4 可以看成一个有四个元素的一维数组，每一一维数组都存储了一个5个整型元素的一维数组，通过图来表示就是这样：上述的数组看做一个一维数组，这个一维数组有4个成员，每个成员都存储了一个5个一维数组的数组名，这样就可以很好的理解a 表示的是二维数组的首地址，而a[0]则表示的是第一个元素的首地址，同时也可以很好理解为何定义二维数组的指针时为何需要第二个下标，因为二维数组存储的是一维数组，它的类型就是多个一维数组，所以需要将一维数组的大小作为类型值来定义指针。函数指针函数指针的定义格式如下type (*pname)（args）；函数的内容存储在代码段中，函数指针指向的就是函数的第一句代码所在的内存位置，而在调用函数需要知道函数的返回值，以及函数的参数列表，特别是参数列表，只有知道这些信息，在通过函数指针调用时才能知道其栈环境是如何配置的，函数类型其实是函数的返回值加上其参数列表，所以在定义函数时需要知道这些信息。

C语言循环的实现 在C语言中采用3中语法来实现循环，它们分别是while、for、do while，本文将分别说明这三种循环的实现，并对它们的运行效率进行比较。do while首先来看do while的实现：下面是简单的代码：int nCount = 0; int nMax = 10; do { nCount++; } while (nCount < nMax); return 0; 下面对应的是它的汇编代码：9: int nCount = 0; 00401268 mov dword ptr [ebp-4],0 10: int nMax = 10; 0040126F mov dword ptr [ebp-8],0Ah 11: do 12: { 13: nCount++; 00401276 mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401279 add eax,1 0040127C mov dword ptr [ebp-4],eax 14: } while (nCount < nMax); 0040127F mov ecx,dword ptr [ebp-4];exc = nCount 00401282 cmp ecx,dword ptr [ebp-8];比较nCount 和 nMax的值 00401285 jl main+26h (00401276);跳转到循环体中 15: return 0; 00401287 xor eax,eax在汇编代码中首先执行了一次循环体中的操作，然后判断，当条件满足时会跳转回循环体，然后再次执行，当条件不满足时会接着执行后面的语句。这个过程可以用goto来模拟： int nCount = 0; int nMax = 10; __WHILE: nCount++; if(nCount < nMax) goto __WHILE;while循环不同于do while的先执行再比较，while采取的是先比较再循环的方式，下面是一个while的例子： int nCount = 0; int nMax = 10; while (nCount < nMax) { nCount++; }00401268 mov dword ptr [ebp-4],0 10: int nMax = 10; 0040126F mov dword ptr [ebp-8],0Ah 11: while (nCount < nMax) 00401276 mov eax,dword ptr [ebp-4] 00401279 cmp eax,dword ptr [ebp-8] 0040127C jge main+39h (00401289) 12: { 13: nCount++; 0040127E mov ecx,dword ptr [ebp-4] 00401281 add ecx,1 00401284 mov dword ptr [ebp-4],ecx 14: } 00401287 jmp main+26h (00401276) 15: return 0; 00401289 xor eax,eax 从汇编代码上可以看出，执行while循环时会有两次跳转，当条件不满足时会执行一次跳转，跳转到循环体外，而条件满足，执行完一次循环后，会再次跳转到循环体中，再次进行比较。相比于do while来说，while执行了两次跳转，效率相对较低。for 循环for循环是首先进行初始化操作然后进行比较，条件满足时执行循环，再将循环变量递增，最后再次比较，执行循环或者跳出。下面是for的简单例子： int nMax = 10; for (int i = 0; i < nMax; i++) { printf("%d\n", i); }下面是它对应的汇编代码：9: int nMax = 10; 00401268 mov dword ptr [ebp-4],0Ah 10: for (int i = 0; i < nMax; i++) 0040126F mov dword ptr [ebp-8],0 ;初始化循环变量 00401276 jmp main+31h (00401281);跳转到比较操作处 00401278 mov eax,dword ptr [ebp-8] 0040127B add eax,1 0040127E mov dword ptr [ebp-8],eax;这三句话实现的是循环变量自增操作 00401281 mov ecx,dword ptr [ebp-8];ecx = i 00401284 cmp ecx,dword ptr [ebp-4];比较ecx与i 00401287 jge main+4Ch (0040129c);跳转到循环体外 11: { 12: printf("%d\n", i); 00401289 mov edx,dword ptr [ebp-8] 0040128C push edx 0040128D push offset string "%d\n" (0042e01c) 00401292 call printf (00401540) 00401297 add esp,8 13: } 0040129A jmp main+28h (00401278);跳转到i++位置 14: return 0; 0040129C xor eax,eax从上面的汇编代码可以看出for循环的效率最低，它经过了3次跳转，生成对应的汇编代码上，初始化操作后面紧接着是循环变量自增操作，所以首先在完成初始化后会进行一次跳转，跳转到判断，然后根据判断条件再次跳转或者接着执行循环体，最后当循环完成后会再次跳转到循环变量自增的位置，同样采用goto语句来模拟这个操作： int nMax = 10; int i = 0; goto __CMP; __ADD: i++; __CMP: if (i >= nMax) { goto __RETURN; } __LOOP: printf("%d\n", i); goto __ADD; __RETURN: return 0;continue语句continue用于结束这次循环进入下一次循环，下面采用最复杂的for循环来说明continue语句：int nMax = 10; int i = 0; for(;i < nMax; i++) { if (i == 6) { continue; } }下面是它对应的汇编代码：00401268 mov dword ptr [ebp-4],0Ah 10: int i = 0; 0040126F mov dword ptr [ebp-8],0 11: for(;i < nMax; i++) 00401276 jmp main+31h (00401281) 00401278 mov eax,dword ptr [ebp-8] 0040127B add eax,1 0040127E mov dword ptr [ebp-8],eax 00401281 mov ecx,dword ptr [ebp-8] 00401284 cmp ecx,dword ptr [ebp-4] 00401287 jge main+43h (00401293) 12: { 13: if (i == 6) 00401289 cmp dword ptr [ebp-8],6; 0040128D jne main+41h (00401291);条件不满足组跳转到循环结束处 14: { 15: continue; 0040128F jmp main+28h (00401278) 16: } 17: } 00401291 jmp main+28h (00401278) 18: return 0; 00401293 xor eax,eax 从上面的汇编代码可以看到，continue语句也是一个跳转语句，它会直接跳转到循环体的开始位置。对于for来说相对特殊一些（我觉得循环变量自增并不属于循环体），由于第一次进入循环时并没有执行循环变量自增，所以它会跳转到循环变量自增的位置，其他则直接到循环开始处。慎用gotogoto 语句就像汇编中的 jmp 一样，是直接跳转到对应的标识位置，从上面我们使用goto来模拟各种循环来看，goto语句的可读性不强，而且有可能跳过变量的初始化等过程造成一些难以察觉的问题，但有些时候goto确实好用，例如在写socket或者其他需要清理资源的代码时，goto可以显著的增加程序的可读性并且也会减少相关代码的编写，例如一个典型的服务端socket例子#include <winsock2.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // Winsock Library #define PORT 8080 #define BUFFER_SIZE 1024 int main() { WSADATA wsaData; SOCKET serverSocket, clientSocket; struct sockaddr_in serverAddr, clientAddr; int addrLen = sizeof(clientAddr); char buffer[BUFFER_SIZE]; // 初始化 Winsock if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0) { printf("Failed to initialize Winsock. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); return EXIT_FAILURE; } // 创建 socket serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (serverSocket == INVALID_SOCKET) { printf("Could not create socket. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); WSACleanup(); return EXIT_FAILURE; } // 设置服务器地址结构 serverAddr.sin_family = AF_INET; serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 监听所有可用的接口 serverAddr.sin_port = htons(PORT); // 转换为网络字节序 // 绑定 socket if (bind(serverSocket, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR) { printf("Bind failed. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); closesocket(serverSocket); WSACleanup(); return EXIT_FAILURE; } // 开始监听 if (listen(serverSocket, 3) == SOCKET_ERROR) { printf("Listen failed. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); closesocket(serverSocket); WSACleanup(); return EXIT_FAILURE; } printf("Server is listening on port %d...\n", PORT); // 接受客户端连接 clientSocket = accept(serverSocket, (struct sockaddr *)&clientAddr, &addrLen); if (clientSocket == INVALID_SOCKET) { printf("Accept failed. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); closesocket(serverSocket); WSACleanup(); return EXIT_FAILURE; } printf("Client connected.\n"); // 发送消息给客户端 const char *message = "Hello from server!"; send(clientSocket, message, strlen(message), 0); // 关闭 sockets closesocket(clientSocket); closesocket(serverSocket); WSACleanup(); return EXIT_SUCCESS; }中间有好几次执行了closesocket、以及最后的WSACleanup操作、前面每一步出错都要写一次这些清理资源的操作。如果使用goto将会简单的多#include <winsock2.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // Winsock Library #define PORT 8080 #define BUFFER_SIZE 1024 int main() { WSADATA wsaData; SOCKET serverSocket, clientSocket; struct sockaddr_in serverAddr, clientAddr; int addrLen = sizeof(clientAddr); char buffer[BUFFER_SIZE]; int err = EXIT_SUCCESS; // 初始化 Winsock if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0) { printf("Failed to initialize Winsock. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); err = EXIT_FAILURE; goto __CLEANUP; } // 创建 socket serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (serverSocket == INVALID_SOCKET) { printf("Could not create socket. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); err = EXIT_FAILURE; goto __CLEANUP; } // 设置服务器地址结构 serverAddr.sin_family = AF_INET; serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 监听所有可用的接口 serverAddr.sin_port = htons(PORT); // 转换为网络字节序 // 绑定 socket if (bind(serverSocket, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR) { printf("Bind failed. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); err = EXIT_FAILURE; goto __CLEANUP; } // 开始监听 if (listen(serverSocket, 3) == SOCKET_ERROR) { printf("Listen failed. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); err = EXIT_FAILURE; goto __CLEANUP; } printf("Server is listening on port %d...\n", PORT); // 接受客户端连接 clientSocket = accept(serverSocket, (struct sockaddr *)&clientAddr, &addrLen); if (clientSocket == INVALID_SOCKET) { printf("Accept failed. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); err = EXIT_FAILURE; goto __CLEANUP; } printf("Client connected.\n"); // 发送消息给客户端 const char *message = "Hello from server!"; send(clientSocket, message, strlen(message), 0); // 关闭 sockets __CLEANUP: if(clientSocket != INVALID_SOCKET) { closesocket(clientSocket) } if(serverSocket != INVALID_SOCKET) { closesocket(serverSocket); } WSACleanup(); return err; }如果在不允许使用goto的情况下，可以考虑使用 do while 来模拟这种情况，上面的代码可以修改为#include <winsock2.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // Winsock Library #define PORT 8080 #define BUFFER_SIZE 1024 int main() { WSADATA wsaData; SOCKET serverSocket, clientSocket; struct sockaddr_in serverAddr, clientAddr; int addrLen = sizeof(clientAddr); char buffer[BUFFER_SIZE]; int err = EXIT_SUCCESS; do{ // 初始化 Winsock if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0) { printf("Failed to initialize Winsock. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); err = EXIT_FAILURE; break; } // 创建 socket serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (serverSocket == INVALID_SOCKET) { printf("Could not create socket. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); err = EXIT_FAILURE; break; } // 设置服务器地址结构 serverAddr.sin_family = AF_INET; serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 监听所有可用的接口 serverAddr.sin_port = htons(PORT); // 转换为网络字节序 // 绑定 socket if (bind(serverSocket, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR) { printf("Bind failed. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); err = EXIT_FAILURE; break; } // 开始监听 if (listen(serverSocket, 3) == SOCKET_ERROR) { printf("Listen failed. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); err = EXIT_FAILURE; break; } printf("Server is listening on port %d...\n", PORT); // 接受客户端连接 clientSocket = accept(serverSocket, (struct sockaddr *)&clientAddr, &addrLen); if (clientSocket == INVALID_SOCKET) { printf("Accept failed. Error Code: %d\n", WSAGetLastError()); err = EXIT_FAILURE; break; } printf("Client connected.\n"); // 发送消息给客户端 const char *message = "Hello from server!"; send(clientSocket, message, strlen(message), 0); }while (FALSE); // 关闭 sockets if(clientSocket != INVALID_SOCKET) { closesocket(clientSocket) } if(serverSocket != INVALID_SOCKET) { closesocket(serverSocket); } WSACleanup(); return err; }这里的while不是为了循环，而是利用了do while 无论如何都会先执行循环体中代码的特性，只执行一次上述主体代码，利用break来跳转到最后的清理模块，实现与goto 类似的效果。使用goto 的方案比do while的方案要显得简洁易懂，goto使用的好，也能使得程序简单易懂。具体使用哪种方案是个见仁见智的事情，看个人喜好。如果遇上公司要求不能使用 goto，那么就可以采用do while的实现方案

IF和SWITCH的原理 在C语言中，if和switch是条件分支的重要组成部分。ifif的功能是计算判断条件的值，根据返回的值的不同来决定跳转到哪个部分。值为真则跳转到if语句块中，否则跳过if语句块。下面来分析一个简单的if实例：if(argc > 0) { printf("argc > 0\n"); } if (argc <= 0) { printf("argc <= 0\n"); } printf("argc = %d\n", argc);它对应的汇编代码如下：9: if(argc > 0) cmp dword ptr [ebp+8],0 0040102C jle main+2Bh (0040103b) ;argc <= 0就跳转到下一个if处 10: { 11: printf("argc > 0\n"); 0040102E push offset string "argc > 0\n" (0042003c) call printf (00401090) add esp,4 12: } 13: if (argc <= 0) ;argc > 0跳转到后面的printf语句输出argc的值 0040103B cmp dword ptr [ebp+8],0 0040103F jg main+3Eh (0040104e) 14: { 15: printf("argc <= 0\n"); push offset string "argc <= 0\n" (0042002c) call printf (00401090) 0040104B add esp,4 16: } 17: printf("argc = %d\n", argc); 0040104E mov eax,dword ptr [ebp+8] push eax push offset string "argc = %d\n" (0042001c) call printf (00401090) 0040105C add esp,8根据汇编代码我们看到，首先执行第一个if中的比较，jle表示当cmp得到的结果≤0时会进行跳转，第二个if在汇编中的跳转条件是＞0，从这个上面可以看出在代码执行过程当中if转换的条件判断语句与if的判断结果时相反的，也就是说cmp比较后不成立则跳转，成立则向下执行。同时每一次跳转都是到当前if语句的下一条语句。if ...else下面来看看if...else...语句的跳转。if(argc > 0) { printf("argc > 0\n"); }else { printf("argc <= 0\n"); } printf("argc = %d\n", argc);它所对应的汇编代码如下：00401028 cmp dword ptr [ebp+8],0 0040102C jle main+2Dh (0040103d) ;条件不满足则跳转到else语句块中 10: { 11: printf("argc > 0\n"); 0040102E push offset string "argc > 0\n" (0042003c) 00401033 call printf (00401090) 00401038 add esp,4 12: }else 0040103B jmp main+3Ah (0040104a);如果执行if语句块就会执行这条语句跳出else语句块 13: { 14: printf("argc <= 0\n"); 0040103D push offset string "argc <= 0\n" (0042002c) 00401042 call printf (00401090) 00401047 add esp,4 15: } 16: printf("argc = %d\n", argc); 0040104A mov eax,dword ptr [ebp+8]上述的汇编代码指出，对于if...else..语句，首先进行条件判断，if表达式为真，则继续执行if快中的语句，然后利用jmp跳转到else语句块外，否则会利用jmp跳转到else语句块中，然后依次执行其后的每一句代码。if ... else if... else最后再来展示if...else if...else这种分支结构：if(argc > 0) { printf("argc > 0\n"); }else if(argc < 0) { printf("argc < 0\n"); }else { printf("argc == 0\n"); } printf("argc = %d\n", argc);汇编代码如下：9: if(argc > 0) 00401028 cmp dword ptr [ebp+8],0 0040102C jle main+2Dh (0040103d);条件不满足则会跳转到下一句else if中 10: { 11: printf("argc > 0\n"); 0040102E push offset string "argc > 0\n" (00420f9c) 00401033 call printf (00401090) 00401038 add esp,4 12: }else if(argc < 0) 0040103B jmp main+4Fh (0040105f) ;当上述条件符合则执行这条语句跳出分支外，跳转的地址正是else语句外的printf语句 0040103D cmp dword ptr [ebp+8],0 00401041 jge main+42h (00401052) 13: { 14: printf("argc < 0\n"); 00401043 push offset string "argc < 0\n" (0042003c) 00401048 call printf (00401090) 0040104D add esp,4 15: }else 00401050 jmp main+4Fh (0040105f) 16: { 17: printf("argc == 0\n"); 00401052 push offset string "argc <= 0\n" (0042002c) 00401057 call printf (00401090) 0040105C add esp,4 18: } 19: printf("argc = %d\n", argc); 0040105F mov eax,dword ptr [ebp+8]通过汇编代码可以看到对于这种结构，会依次判断每个if语句中的条件，当有一个满足，执行完对应语句块中的代码后，会直接调转到分支结构外部，当前面的条件都不满足则会执行else语句块中的内容。这个逻辑结构在某些情况下可以利用if  return if return 这种结构来替代。当某一条件满足时执行完对应的语句后直接返回而不执行其后的代码。一条提升效率的做法是将最有可能满足的条件放在前面进行比较，这样可以减少比较次数，提升效率。switchswitch是另一种比较常用的多分支结构，在使用上比较简单，效率上也比if...else if...else高，下面将分析switch结构的实现switch(argc) { 　　case 1: 　　　　printf("argc = 1\n"); 　　　　break; 　　case 2: 　　　　printf("argc = 2\n"); 　　　　break; 　　　case 3: 　　　　printf("argc = 3\n"); 　　　　break; 　　　case 4: 　　　　printf("argc = 4\n"); 　　　　break; 　　　case 5: 　　　　printf("argc = 5\n"); 　　　　break; 　　　case 6: 　　　　printf("argc = 6\n"); 　　　　break; 　　　default: 　　　　printf("else\n"); 　　　　break; }对应的汇编代码如下:0040B798 mov eax,dword ptr [ebp+8] ;eax = argc 0040B79B mov dword ptr [ebp-4],eax 0040B79E mov ecx,dword ptr [ebp-4] ;ecx = eax 0040B7A1 sub ecx,1 0040B7A4 mov dword ptr [ebp-4],ecx 0040B7A7 cmp dword ptr [ebp-4],5 0040B7AB ja $L544+0Fh (0040b811) ;argc 》 5则跳转到default处，至于为什么是5而不是6，看后面的说明 0040B7AD mov edx,dword ptr [ebp-4] ;edx = argc 0040B7B0 jmp dword ptr [edx*4+40B831h] 11: case 1: 12: printf("argc = 1\n"); 0040B7B7 push offset string "argc = 1\n" (00420fc0) 0040B7BC call printf (00401090) 0040B7C1 add esp,4 13: break; 0040B7C4 jmp $L544+1Ch (0040b81e) 14: case 2: 15: printf("argc = 2\n"); 0040B7C6 push offset string "argc = 2\n" (00420fb4) 0040B7CB call printf (00401090) 0040B7D0 add esp,4 16: break; 0040B7D3 jmp $L544+1Ch (0040b81e) 17: case 3: 18: printf("argc = 3\n"); 0040B7D5 push offset string "argc = 3\n" (00420fa8) 0040B7DA call printf (00401090) 0040B7DF add esp,4 19: break; 0040B7E2 jmp $L544+1Ch (0040b81e) 20: case 4: 21: printf("argc = 4\n"); 0040B7E4 push offset string "argc = 4\n" (00420f9c) 0040B7E9 call printf (00401090) 0040B7EE add esp,4 22: break; 0040B7F1 jmp $L544+1Ch (0040b81e) 23: case 5: 24: printf("argc = 5\n"); 0040B7F3 push offset string "argc < 0\n" (0042003c) 0040B7F8 call printf (00401090) 0040B7FD add esp,4 25: break; 0040B800 jmp $L544+1Ch (0040b81e) 26: case 6: 27: printf("argc = 6\n"); 0040B802 push offset string "argc <= 0\n" (0042002c) 0040B807 call printf (00401090) 0040B80C add esp,4 28: break; 0040B80F jmp $L544+1Ch (0040b81e) 29: default: 30: printf("else\n"); 0040B811 push offset string "argc = %d\n" (0042001c) 0040B816 call printf (00401090) 0040B81B add esp,4 31: break; 32: } 33: 34: return 0; 0040B81E xor eax,eax上面的代码中并没有看到像if那样，对每一个条件都进行比较，其中有一句话 “jmp dword ptr [edx*4+40B831h]” 这句话从表面上看应该是取数组中的元素，再根据元素的值来进行跳转,而这个元素在数组中的位置与eax也就是与argc的值有关，下面我们跟踪到数组中查看数组的元素值：0040B831 　　B7 B7 40 00 　　　　　　　　 0040B835 　　C6 B7 40 00 0040B839 　　D5 B7 40 00  0040B83D 　　E4 B7 40 00  0040B841 　　F3 B7 40 00  0040B845 　　02 B8 40 00通过对比可以发现0x0040b7b7是case 1处的地址，后面的分别是case 2、case 3、case 4、case 5、case 6处的地址，每个case中的break语句都翻译为了同一句话“jmp $L544+1Ch (0040b81e)”，所以从这可以看出，在switch中，编译器多增加了一个数组用于存储每个case对应的地址，根据switch中传入的整数在数组中查到到对应的地址，直接通过这个地址跳转到对应的位置，减少了比较操作，提升了效率。编译器在处理switch时会首先校验不满足所有case的情况，当这种情况发生时代码调转到default或者switch语句块之外。然后将传入的整数值减一（数组元素是从0开始计数）。最后根据参数值找到应该跳转的位置。上述的代码case是从0~6依次递增，这样做确实可行，但是当我们在case中的值并不是依次递增的话会怎样？此时根据不同的情况编译器会做不同的处理。一般任然会建立这样的一个表，将case中出现的值填写对应的跳转地址，没有出现的则将这个地址值填入default对应的地址或者switch语句结束的地址，比如当我们上述的代码去掉case 5， 这个时候填入的地址值如下图所示：如果每两个case之间的差距大于6，或者case语句数小于4则不会采取这种做法，如果再采用这种方式，那么会造成较大的资源消耗。这个时候编译器会采用索引表的方式来进行地址的跳转。下面有这样一个例子：switch(argc) { case 1: printf("argc = 1\n"); break; case 2: printf("argc = 2\n"); break; case 5: printf("argc = 5\n"); break; case 6: printf("argc = 6\n"); break; case 255: printf("argc = 255\n"); default: printf("else\n"); break; }它对应的汇编代码如下：0040B798 mov eax,dword ptr [ebp+8] 0040B79B mov dword ptr [ebp-4],eax 0040B79E mov ecx,dword ptr [ebp-4] ;到此eax = ecx = argc 0040B7A1 sub ecx,1 0040B7A4 mov dword ptr [ebp-4],ecx 0040B7A7 cmp dword ptr [ebp-4],0FEh 0040B7AE ja $L542+0Dh (0040b80b) ;当argc > 255则跳转到default处 0040B7B0 mov eax,dword ptr [ebp-4] 0040B7B3 xor edx,edx 0040B7B5 mov dl,byte ptr (0040b843)[eax] 0040B7BB jmp dword ptr [edx*4+40B82Bh] 11: case 1: 12: printf("argc = 1\n"); 0040B7C2 push offset string "argc = 1\n" (00420fb4) 0040B7C7 call printf (00401090) 0040B7CC add esp,4 13: break; 0040B7CF jmp $L542+1Ah (0040b818) 14: case 2: 15: printf("argc = 2\n"); 0040B7D1 push offset string "argc = 3\n" (00420fa8) 0040B7D6 call printf (00401090) 0040B7DB add esp,4 16: break; 0040B7DE jmp $L542+1Ah (0040b818) 17: case 5: 18: printf("argc = 5\n"); 0040B7E0 push offset string "argc = 5\n" (00420f9c) 0040B7E5 call printf (00401090) 0040B7EA add esp,4 19: break; 0040B7ED jmp $L542+1Ah (0040b818) 20: case 6: 21: printf("argc = 6\n"); 0040B7EF push offset string "argc < 0\n" (0042003c) 0040B7F4 call printf (00401090) 0040B7F9 add esp,4 22: break; 0040B7FC jmp $L542+1Ah (0040b818) 23: case 255: 24: printf("argc = 255\n"); 0040B7FE push offset string "argc <= 0\n" (0042002c) 0040B803 call printf (00401090) 0040B808 add esp,4 25: default: 26: printf("else\n"); 0040B80B push offset string "argc = %d\n" (0042001c) 0040B810 call printf (00401090) 0040B815 add esp,4 27: break; 28: } 29: 30: return 0; 0040B818 xor eax,eax这段代码与上述的线性表相比较区别并不大，只是多了一句 “mov dl,byte ptr (0040b843)[eax]”  这似乎又是一个数组，通过查看内存可以知道这个数组的值分别为：00 01 05 05 02 03 05 05 ... 04，下一句根据这些值在另外一个数组中查找数据，我们列出另外一个数组的值：C2 B7 40 00 　　D1 B7 40 00　　E0 B7 40 00　　EF B7 40 00　　FE B7 40 00　　0B B8 40 00通过对比我们发现，这些值分别是每个case与default入口处的地址，编译器先查找到每个值在数组中对应的元素位置，然后根据这个位置值再在地址表中从、找到地址进行跳转，这个过程可以用下面的图来表示：这样通过一个每个元素占一个字节的表，来表示对应的case在地址表中所对应的位置，从而跳转到对应的地址，这样通过对每个case增加一个字节的内存消耗来达到，减少地址表对应的内存消耗。在上述的汇编代码中，是利用dl寄存器来存储对应case在地址表中项，这样就会产生一个问题，当case 值大于 255，也就是超出了一个字节的，超出了dl寄存器的表示范围时，又该如何来进行跳转这个时候编译器会采用判定树的方式来进行判定，在根节点保存的是所有case值的中位数， 左子树都是大于这个大于这个值的数，右字数是小于这个值的数，通过每次的比较来得到正确的地址。比如下面的这个判定树：首先与10进行比较，根据与10 的大小关系进入左子树或者右子树，再看看左右子树的分支是否不大于3，若不大于3则直接转化为对应的if...else if... else结构，大于3则检测分支是否满足上述的优化条件，满足则进行对应的地址表或者索引表的优化，否则会再次对子树进行优化，以便减少比较次数。

C/C++中define定义的常量与const常量 常量是在程序中不能更改的量，在C/C++中有两种方式定义常量，一种是利用define宏定义的方式，一种是C++中新提出来的const型常变量，下面主要讨论它们之间的相关问题；define定义的常量：define是预处理指令的一种，它用来定义宏，宏只是一个简单的替换，将宏变量所对应的值替换，如下面的代码：#define NUM 2 int main() { printf("%d", NUM); }编译器在编译时处理的并不是这样的代码，编译器会首先处理预处理指令，根据预处理指令生成相关的代码文件，然后编译这个文件，得到相关的.obj文件，最后通过链接相关的.obj文件得到一个可执行文件，最典型的是我们一般在.cpp文件中写的#include指令，在处理时首先将所需包含的头文件整个拷贝到这个.cpp文件中，并替换这个#include指令，然后再编译生成的文件，这个中间文件在Windows中后缀为.i，在Visual C++ 6.0中以此点击Project-->Settings-->C/C++,在Project Options最后一行加上'/P'（P为大写）这样在点击编译按钮时不会编译生成obj文件，只会生成.i文件，通过这个.i文件可以看到在做预处理的时候会将 NUM替换成2然后在做编译处理，这个时候点击生成时会出错，因为我们将编译选项修改后没有生成.obj文件但是在生成时需要这个文件，因此会报错，所以在生成时要去掉这个/P选项。而我们看到在使用const 定义的时候并没有这个替换的操作，与使用正常的变量无异。const型变量只是在语法层面上限定这个变量的值不可以修改，我们可以通过强制类型转化或者通过内嵌汇编的形式修改这个变量的值，比如下面的代码：// 强制类型转化 int main(int argc, char* argv[]) { const nNum = 10; int *pNum = (int*)&nNum; printf("%d\n", nNum); return 0; }//嵌入汇编的形式 const nNum = 10; __asm { mov [ebp - 4], 10 } printf("%d\n", nNum); return 0;但是我们看到，这两种方式修改后，输出的值仍然是10，这个原因我们可以通过查看反汇编代码查看;printf("%d\n", nNum); 00401036 push 0Ah 00401038 push offset string "%d\n" (0042001c) 0040103D call printf (00401070) 00401042 add esp,8在调用printf的时候，入栈的参数是10，根本没有取nNum值得相关操作，在利用const定义的常量时，编译器认为既然这是一个常量，应该不会修改，为了提升效率，在使用时并不会去对应的内存中寻址，而是直接将它替换为初始化时的值，为了防止这种事情的发生，可以利用C++中的关键字：volatile。这个关键字保证每次在使用变量时都去内存中读取。我们可以总结出const和define的几个不同之处：define是一个预处理指令，const是一个关键字。define定义的常量编译器不会进行任何检查，const定义的常量编译器会进行类型检查，相对来说比define更安全define的宏在使用时是替换不占内存，而const则是一个变量，占内存空间define定义的宏在代码段中不可寻址，const定义的常量是可以寻址的，在数据段或者栈段中。define定义的宏在编译前的预处理操作时进行替换，而const定义变量是在编译时决定define定义的宏是真实的常量，不会被修改，const定义的实际上是一个变量，可以通过相关的手段进行修改。

地址、指针与引用 计算机本身是不认识程序中给的变量名，不管我们以何种方式给变量命名，最终都会转化为相应的地址，编译器会生成一些符号常量并且与对应的地址相关联，以达到访问变量的目的。　　变量是在内存中用来存储数据以供程序使用，变量主要有两个部分构成：变量名、变量类型，其中变量名对应了一块具体的内存地址，而变量类型则表明该如何翻译内存中存储的二级制数。我们知道不同的类型翻译为二进制的值不同，比如整型是直接通过数学转化、浮点数是采用IEEE的方法、字符则根据ASCII码转化，同样变量类型决定了变量所占的内存大小，以及如何在二进制和变量所表达的真正意义之间转化。而指针变量也是一个变量，在内存中也占空间，不过比较特殊的是它存储的是其他变量的地址。在32位的机器中，每个进程能访问4GB的内存地址空间，所以程序中的地址采用32位二进制数表示，也就是一个整型变量的长度，地址值一般没有负数所以准确的说指针变量的类型应该是unsigned int 即每个指针变量占4个字节。还记得在定义结构体中可以使用该结构体的指针作为成员，但是不能使用该结构的实例作为成员吗？这是因为编译器需要根据各个成员变量的大小分配相关的内存，用该结构体的实例作为成员时，该结构体根本没有定义完整，编译器是不会知道该如何分配内存的，而任何类型的指针都只占4个字节，编译器自然知道如何分配内存。我们在书写指针变量时给定的类型是它所指向的变量的类型，这个类型决定了如何翻译所对应内存中的值，以及该访问多少个字节的内存。对指针的间接访问会先先取出值，访问到对应的内存，再根据指针所指向的变量的类型，翻译成对应的值。一般指针只能指向对应类型的变量，比如int类型的指针只能指向int型的变量，而有一种指针变量可以指向所有类型的变量，它就是void类型的指针变量，但是由于这种类型的变量没有指定它所对应的变量的类型，所以即使有了对应的地址，它也不知道该取多大内存的数据，以及如何解释这些数据，所以这种类型的指针不支持间接访问，下面是一个间接访问的例子：int main() { int nValue = 10; float fValue = 10.0f; char cValue = 'C'; int *pnValue = &nValue; float *pfValue = &fValue; char *pcValue = &cValue; printf("pnValue = %x, *pnValue = %d\n", pnValue, *pnValue); printf("pfValue = %x, *pfValue = %f\n", pfValue, *pfValue); printf("pcValue = %x, *pcValue = %c\n", pcValue, *pcValue); return 0; }下面是它对应的反汇编代码（部分）：10: int nValue = 10; 00401268 mov dword ptr [ebp-4],0Ah 11: float fValue = 10.0f; 0040126F mov dword ptr [ebp-8],41200000h 12: char cValue = 'C'; 00401276 mov byte ptr [ebp-0Ch],43h 13: int *pnValue = &nValue; 0040127A lea eax,[ebp-4] 0040127D mov dword ptr [ebp-10h],eax 14: float *pfValue = &fValue; 00401280 lea ecx,[ebp-8] 00401283 mov dword ptr [ebp-14h],ecx 15: char *pcValue = &cValue; 00401286 lea edx,[ebp-0Ch] 00401289 mov dword ptr [ebp-18h],edx 16: printf("pnValue = %x, *pnValue = %d\n", pnValue, *pnValue); 0040128C mov eax,dword ptr [ebp-10h] 0040128F mov ecx,dword ptr [eax] 00401291 push ecx 00401292 mov edx,dword ptr [ebp-10h] 00401295 push edx 00401296 push offset string "pnValue = %x, *pnValue = %d\n" (00432064) 0040129B call printf (00401580) 004012A0 add esp,0Ch从上面的汇编代码可以看到指针变量会占内存空间，它们的地址分别是：[ebp - 10h] 、 [ebp - 14h]、 [ebp - 18h],在给指针变量赋值时首先将变量的地址赋值给临时寄存器，然后将寄存器的值赋值给指针变量，而通过间接访问时也经过了一个临时寄存器，先将指针变量的值赋值给临时寄存器（mov     eax,dword ptr [ebp-10h])然后通过这个临时寄存器访问变量的地址空间，得到变量值（     mov         ecx,dword ptr [eax])，由于间接访问进过了这几步，所以在效率上是比不上直接使用变量。下面是对char型变量的间接访问：004012BF mov edx,dword ptr [ebp-18h] 004012C2 movsx eax,byte ptr [edx] 004012C5 push eax首先也是将指针变量的值取出来，放到寄存器中，然后根据寄存器寻址找到变量对应的地址，访问变量。其中”bye ptr“表示只操作该地址中的一个字节。对于地址我们可以进行加法和减法操作，地址的加法主要用于向下寻址，一般用于数组等占用连续内存空间的数据结构，一般是地址加上一个数值，表示向后偏移一定的单位，指针同样也有这样的操作，但是与地址值不同的是指针每加一个单位，表示向后偏移一个元素，而地址值加1则就是在原来的基础上加上一。指针偏移是根据其所指向的变量类型来决定的，比如有下面的程序：int main(int argc, char* argv[]) { char szBuf[5] = {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89}; int *pInt = (int*)szBuf; short *pShort = (short*)szBuf; char *pChar = szBuf; pInt += 1; pShort += 1; pChar += 1; return 0; }它的汇编代码如下：9: char szBuf[5] = {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89}; 00401028 mov byte ptr [ebp-8],1 0040102C mov byte ptr [ebp-7],23h 00401030 mov byte ptr [ebp-6],45h 00401034 mov byte ptr [ebp-5],67h 00401038 mov byte ptr [ebp-4],89h 10: int *pInt = (int*)szBuf; 0040103C lea eax,[ebp-8] 0040103F mov dword ptr [ebp-0Ch],eax 11: short *pShort = (short*)szBuf; 00401042 lea ecx,[ebp-8] 00401045 mov dword ptr [ebp-10h],ecx 12: char *pChar = szBuf; 00401048 lea edx,[ebp-8] 0040104B mov dword ptr [ebp-14h],edx 13: 14: pInt += 1; 0040104E mov eax,dword ptr [ebp-0Ch] 00401051 add eax,4 00401054 mov dword ptr [ebp-0Ch],eax 15: pShort += 1; 00401057 mov ecx,dword ptr [ebp-10h] 0040105A add ecx,2 0040105D mov dword ptr [ebp-10h],ecx 16: pChar += 1; 00401060 mov edx,dword ptr [ebp-14h] 00401063 add edx,1 00401066 mov dword ptr [ebp-14h],edx根据其汇编代码可以看出，对于int型的指针，每加1个会向后偏移4个字节，short会偏移2个字节，char型的会偏移1个，所以根据以上的内容，可以得出一个公式：TYPE P p + n = p + sizeof(TYPE) n根据上面的加法公式我们可以推导出两个指针的减法公式，TYPE p1, TYPE p2: p2 - p1 = ((int)p2 - (int)p1) / sizeof(TYPE)，两个指针相减得到的结果是两个指针之间拥有元素的个数。只有同类型的指针之间才可以相减。而指针的乘除法则没有意义，地址之间的乘除法也没有意义。引用是在C++中提出的，是变量的一个别名，提出引用主要是希望减少指针的使用，引用于指针在一个函数中想上述例子中那样使用并没有太大的意义，大量使用它们是在函数中，作为参数传递，不仅可以节省效率，同时也可以传递一段缓冲，作为输出参数来使用。这大大提升了程序的效率以及灵活性。但是在一些新手程序员看来指针无疑是噩梦般的存在，所以C++引入了引用，希望代替指针。在一般的C++书中都说引用是变量的一个别名是不占内存的，但是我通过查看反汇编代码发现引用并不是向书上说的那样，下面是一段程序及它的反汇编代码：int nValue = 10; int &rValue = nValue; printf("%d\n", rValue);10: int nValue = 10; 00401268 mov dword ptr [ebp-4],0Ah 11: int &rValue = nValue; 0040126F lea eax,[ebp-4] 00401272 mov dword ptr [ebp-8],eax 12: printf("%d\n", rValue); 00401275 mov ecx,dword ptr [ebp-8] 00401278 mov edx,dword ptr [ecx] 0040127A push edx 0040127B push offset string "%d\n" (0042e01c) 00401280 call printf (00401520)从汇编代码中可以看到，在定义引用并为它赋值的过程中，编译器其实是将变量的地址赋值给了一个新的变量，这个变量的地址是[ebp - 8h]，在调用printf函数的时候，编译器将地址取出并将它压到函数栈中。下面是将引用改为指针的情况：10: int nValue = 10; 00401268 mov dword ptr [ebp-4],0Ah 11: int *pValue = &nValue; 0040126F lea eax,[ebp-4] 00401272 mov dword ptr [ebp-8],eax 12: printf("%d\n", *pValue); 00401275 mov ecx,dword ptr [ebp-8] 00401278 mov edx,dword ptr [ecx] 0040127A push edx 0040127B push offset string "%d\n" (0042e01c) 00401280 call printf (00401520)两种情况的汇编代码完全一样，也就是说引用其实就是指针，编译器将其包装了一下，使它的行为变得和使用变量相同，而且在语法层面上做了一个限制，引用在定义的时候必须初始化，且初始化完成后就不能指向其他变量，这个行为与常指针相同。

windows API实现用户选择文件路径的对话框 ​在编写应用程序时，有时需要用户选择某个文件，以供应用程序使用，比如在某些管理程序中需要打开某一个进程，这个时候需要弹出一个对话框来将文件路径以树形图的形式表示出来，以图形化的方式供用户选择文件路径，而不是需要用户自己输入文件路径。在MFC中能够弹出对话框供用户选择文件路径的类是CFileDialog，但是这个类的主要问题是当用户选择文件路径后，会打开相关的文件，与我们的要求不符，在Windows平台下有两个函数SHBrowseForFolder、SHGetPathFromIDList。这两个函数的说明如下：LPITEMIDLIST WINAPI SHBrowseForFolder( LPBROWSEINFO lpbi );该函数的主要作用是弹出一个对话框，便于用户选择文件的路径，传递的参数是一个LPBROWSEINFO的结构体，这个结构体的原型如下：typedef struct _browseinfo { HWND hwndOwner;//该对话框的属主窗口句柄 LPCITEMIDLIST pidlRoot;//对话框中显示的最上层目录 LPTSTR pszDisplayName;//指向一个缓冲区，用于返回用户选择的文件名 LPCTSTR lpszTitle;//文件对话框的标题 UINT ulFlags;//文件对话框相关标志 BFFCALLBACK lpfn;//文件对话框对应的回调函数的地址 LPARAM lParam;//附加参数 int iImage;//返回用户选中的图片的索引 } BROWSEINFO, *PBROWSEINFO, *LPBROWSEINFO;其中最主要的参数是pszDisplayName，这个参数指向一个缓冲区，用于存储用户选择的文件名（只是文件名不包括具体的路径）;lpszTitle这个参数表示的是对话框的具体名称，这两个参数有一个没有给则会造成程序的错误，主要是对话框不能出来。另外的是标志的变量，一般使用的是BIF_BROWSEINCLUDEFILES（允许用户选择文件）、BIF_RETURNONLYFSDIRS（只能选择目录，不能选择文件）在用户选择了相关的文件并点击对话框中的确定时，会返回一个LPITEMIDLIST的指针，这个结构表示的是文件系统的相关信息，接下来就是利用函数SHGetPathFromIDList来真正获取用户选择的文件路径，该函数的原型如下：WINSHELLAPI BOOL WINAPI SHGetPathFromIDList( LPCITEMIDLIST pidl, LPSTR pszPath );该函数主要利用pidl对应的文件系统的相关信息，通过第二个参数返回文件的路径，下面是具体的例子：#include <windows.h> #include <Shlobj.h> #include <tchar.h> #include <Commctrl.h> #pragma comment(lib, "comctl32.lib") int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) { LPITEMIDLIST pil = NULL; INITCOMMONCONTROLSEX InitCtrls = {0}; TCHAR szBuf[4096] = {0}; BROWSEINFO bi = {0}; bi.hwndOwner = NULL; bi.iImage = 0; bi.lParam = NULL; bi.lpfn = NULL; bi.lpszTitle = _T("请选择文件路径"); bi.pszDisplayName = szBuf; bi.ulFlags = BIF_BROWSEINCLUDEFILES; InitCommonControlsEx(&InitCtrls);//在调用函数SHBrowseForFolder之前需要调用该函数初始化相关环境 pil = SHBrowseForFolder(&bi); if (NULL != pil)//若函数执行成功，并且用户选择问件路径并点击确定 { SHGetPathFromIDList(pil, szBuf);//获取用户选择的文件路径 wprintf_s(_T("%s"), szBuf); } return 0; }​