第三章 数据语义学
本章着重介绍了C++的类数据对象的布局。
对于一般的类来说，影响内存布局的几个因素主要有：
1、 语言本身的负担，如vptr等；
2、 编译器对特殊情况的处理；
3、 字节对齐的限制。
这些都影响了类的大小。
C++标准没有明确规定编译器各种数据的编排规则，只是规定“较晚出现的成员具有较高的地址”。所以，在一个public里声明八个数据和声明八个public的数据占用的空间是一样的。不用在意成员在类中的顺序。
下面通过一些比较将本段讲的一些内容反映出来。
1、静态数据成员和一般类成员的区别：
静态数据成员是储存在数据区的，而一般类成员存储在栈中；
如果两个类中声明了相同的静态成员，编译器会自动mangling；
普通成员调用依赖于类对象的存在，而静态成员不是；
对于一个普通的类成员，其声明如下：
Point3d Point3D::translate(const Point3d &pt)
{
x+=pt.x;
y+=pt.y;
z+=pt.z;
}
通过编译器的转换，变为如下形式：
Point3d Point3D::translate(Point3d *const this,
const Point3d &pt)
{
This->x+=pt.x;
This->y+=pt.y;
This->z+=pt.z;
}
就是说，每个成员函数都加了一个this指针，以实现对类成员的调用。
2、直接取类数据于指针取类数据的区别：
对一个非静态成员进行存取操作，就是将类对象的地址加上数据成员的偏移地址。
对于一般的类来说，通过a.get()和a->get()取是没有区别的。但是对于有虚拟基类的情况，就有区别了。普通的取法在编译的时候，各个成员的offset就已经定了，直接取出即可；对于指针来说，由于编译的时候不能确定指针到底指向哪个类型，所以只有执行期才能进行存取操作。
类设计时的问题：考虑效率，或者类结构清晰性之间的矛盾。
对于有三个数据成员的类，到底是放到一个类中呢还是使用两个继承呢？
如
Class A
{
……
Private:
Int x,
Char y, z;
};
或者：
Class A
{
……
Private:
Int x;
};
Class B : public A
{
……
Private:
Char y;
};
Class C : public B
{
……
Private:
Char z;
};
这两种设计各有优越性，第一钟效率较高，第二种比较清晰。
第一种占用的空间：4＋1＋1=6=8;
第二种占用的空间：
类A: 4; 类B:占1补3 = 4; 类C:占1补3 = 4。共占用12字节。
为什么第二种方法中不将前一个类中未占用的补齐呢？作者还解释了这样做的无奈。由于要考虑到mebemvise的拷贝构造方式，如果补齐，当A类向B类或C类拷贝时，就会出现数据错误。
多重继承的数据成员布局
这里解释了这样的问题：当一个类从多个类继承时，并且这些类可能从其他类中继承的情况下，类的数据结构如何布局？
答案是，先将基类的成员依次排列，最后放本类的数据成员。
问题是有多个基类，这些基类的顺序是怎样的呢？C++标准并没有定义。但是一般来说，编译器会把先定义的基类的数据成员放在前面。
由此，写代码的时候，如果需要将派生类转换为基类类型时，必须注意以下两点：
1、
如果在派生类中，该基类成员排在所有数据最前面，则直接转换，不需要任何代价；
2、
如果在派生类中，该基类成员没有排在最前面，则编译器会自动转换，加上一定的位移。这样做是有代价的。
虚拟继承的数据成员布局
当一个类A继承自两个基类B、C，而B、C都继承自同一个父类D时，会遇到这样的问题：类A中可能有两个类D的对象。要解决这个问题，引入了虚拟继承的概念。
传统的解决方法是，编译器对每一个基类对象加一个指针。但是，如果继承链过长，会导致指针增多；且类对象的负担不能固定。
目前的编译器想到了很多解决的方法来解决这个问题。
微软用的方法是利用了virtual base class table，将虚拟基类的指针放在该表中，通过该表得到指针实现基类的访问。
Solaris的做法有些不一样。虽然也是用了virtual base class
table，Solaris巧妙的使用了索引，正索引将访问到虚函数，而负索引则取到想要的虚拟基类的位移。注意是位移。
最后说明，基于以上的分析，取虚拟基类的数据成员代价是比较高的。最好声明的虚拟基类没有任何数据成员。
对象成员的效率
对变量、数组、继承、虚拟继承的应用，使用相同的算法，效率是不一样的。
很明显，变量、数据、继承（包括多重继承，但作者不确定，要视编译器而确定），效率都是一样的。虚拟继承的效率令人失望。
指向数据成员的指针
使用指向数据成员的指针，关键是看这个类的vptr放在类的哪个部位。一般放在头部或尾部。
对于某些编译器，往往还用在位移上加一个字节。加这个字节的目的是，区分没有指向任何数据成员的指针和已经指向一个数据成员的指针。因为，如果没有这个字节，当指针指向第一个类成员时，有可能和空指针的内容相同。
在VC编译器中，没有该附加的字节。
#include <stdio.h>
class Pointnd
{
public:
virtual
test(){int i = 0;};
// static
Pointnd origin;
float
x, y, z;
};
void main()
{
Pointnd
origin;
printf("::x
= %p/n", &Pointnd::x);
printf("::y
= %p/n", &Pointnd::y);
printf("::z
= %p/n", &Pointnd::z);
printf("origin.x
= %p/n", &origin.x);
printf("origin.y
= %p/n", &origin.y);
printf("origin.z
= %p/n", &origin.z);
}
输出结果：
::x = 00000004
::y = 00000008
::z =
origin.x = 0012FF74
origin.y = 0012FF78
origin.z = 0012FF