Detaillierte Erläuterung der C++-Memberfunktionen: zugrunde liegender Implementierungs- und Kompilierungsprozess von Objektmethoden

Member-Funktionen in C++ sind Objektmethoden, die an eine Klasse angehängt sind und zum Betreiben von Datenmembern im Objekt verwendet werden. Der Kompilierungsprozess umfasst: Instanziierung: Erstellen eines Funktionszeigers für jede Mitgliedsfunktion und Speichern im Objektaufrufmechanismus: Der Compiler fügt automatisch Code ein, der dem Ergebnis = ((_this)->*MemberFunction())(Arguments) ähnelt; ;Kompilierungsprozess: Vorverarbeitung, Kompilierung, Assemblierung und Verknüpfung zu einer ausführbaren Datei.

Detaillierte Erläuterung der C++-Memberfunktionen: der zugrunde liegende Implementierungs- und Kompilierungsprozess von Objektmethoden

Einführung

Memberfunktionen in C++ sind Methoden, die an Objekte einer Klasse angehängt sind und zum Betrieb der Datenmember verwendet werden des Objekts. Das Verständnis der zugrunde liegenden Implementierung von Mitgliedsfunktionen und des Kompilierungsprozesses ist für ein tiefes Verständnis der C++-Programmierung von entscheidender Bedeutung.

Instantiierung

Wenn der Compiler eine Klasse instanziiert, erstellt er für jede Mitgliedsfunktion einen Funktionszeiger, der auf die Implementierung dieser Funktion in der Klasse verweist. Der Funktionszeiger jedes Objekts wird im Speicherbereich dieses Objekts gespeichert.

Codebeispiel

class MyClass {
public:
    int add(int a, int b) { return a + b; }
};

int main() {
    MyClass object;
    int result = object.add(10, 20); // 调用成员函数
    return 0;
}

Nach dem Kompilieren dieses Codes erstellt der Compiler einen Funktionszeiger für die Memberfunktion add() und speichert ihn im Objekt object. Wenn die Methode add() aufgerufen wird, ruft sie die Funktion indirekt über einen Funktionszeiger auf. add() 成员函数创建一个函数指针，并将其存储在 object 对象中。当调用 add() 方法时，它使用函数指针间接调用该函数。

调用机制

当对象调用成员函数时，编译器自动插入以下类似的代码：

result = ((_this)->*MemberFunction())(Arguments);

其中：

• _this 是指当前对象。
• MemberFunction 是要调用的成员函数。
• Arguments 是成员函数的参数。

编译过程

1. 预处理：编译器将宏和预处理器指令解析到代码中。
2. 编译：编译器将代码解析为汇编程序。
3. 汇编：汇编程序将汇编程序转换为机器代码。
4. 链接：链接器将机器代码与任何必需的库链接在一起，形成最终的可执行文件。

实战案例

考虑以下计算圆面积的类：

class Circle {
public:
    double radius;
    
    double getArea() {
        return radius * radius * 3.14159;
    }
};

在 main() 函数中，我们可以针对对象调用 getArea() 成员函数：

int main() {
    Circle circle;
    circle.radius = 5;
    double area = circle.getArea(); // 调用成员函数
    return 0;
}

编译后，编译器将为 getArea() 创建一个函数指针，并将其存储在 circle 对象中。当 circle.getArea()

• _this sich auf den Strom bezieht Objekt.
• MemberFunction ist die aufzurufende Memberfunktion.
• Argumente sind die Parameter der Memberfunktion.

1. Vorverarbeitung: Der Compiler analysiert Makros und Präprozessoranweisungen in den Code.
2. Kompilierung: Der Compiler analysiert den Code in Assembler.
3. Assembly: Assembler wandelt Assembler in Maschinencode um.
4. Verknüpfung: Der Linker verknüpft den Maschinencode mit allen erforderlichen Bibliotheken, um die endgültige ausführbare Datei zu bilden.

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