C++底层设计--对象（成员布局、多态实现）

C语言中，数据和处理数据的操作是分开声明的，语言本身没有支持“数据和函数”的关联。

C++中支持封装，在软件工程层面上看，比在C语言中使用全局数据好。

C++支持封装性质，在不使用虚函数或抽象类时，不会带来额外的开销（空间、效率）。

C++对象模型中，non-static成员数据放在每个对象中，而static成员数据放在所有对象外。且static和non-static成员函数放在所有对象之外。

虚标的支持：每个对象有一个指针，指向virtual table(vtbl)，虚表每项指向每个虚函数。

在虚拟继承中，基类不管在继承链中被派生多少次，永远只有一个实体。如iostream中只有virtual ios base class的实体。

在C++中，struct可以替代class，也可声明public、protected、private等区段，使用虚函数，以及单一和多重继承，虚拟继承等。不过class与struct区别在于：struct默认的访问属性为public，而class默认访问属性为private。

C++中处于同一个区段的数据，保证在内存布局与声明次序相同。而放置在多个区段的数据，排列次序就不定了。同样，基类和派生类的成员数据布局前后顺序也没有强制规定。

对于C++中，class使用C风格的struct，可使用组合(composition)的方式，class中内含一个C struct的对象。这保证了struct中变量内存布局次序与与struct声明次序相同。

C++直接支持三种编程模型：

①程序模型，如C语言一样。

②抽象数据类型模型，ADT，抽象数据类型并提供一个public接口。

③面向对象模型，OO，存在多个彼此联系类型，由基类继承而来。

C++中，只有通过pointer和reference间接处理，才能支持OO程序设计得多态性质。

C++中，内置类型不能实现多态。

C++中，一个类对象内存大小表现在non-static成员数据、对齐空间以及支持virtual所需额外空间。

各个指针指向的地址并无区别，指针的类型决定在该地址存取的字节数。所以，void *指针包含一个地址，而不能通过它来操作对象。

class Bear : public ZooAnimal {
public:
    Bear();
    ~Bear();
    //...
    void rotate();
    virtual void dance();
    //...
protected:
    enum Dances{ ... };
    dances dances_known;
    int cell_block;
};
Bear b("Yogi");
Bear *pb = &b;
Bear &rb = *pb;

它的内存分布为：

对于Bear指针和一个ZooAnimal指针没有不同，但两个存取内存大小不同。

对于pz指针，它指向一Bear对象，但使用pz->cell_block却是不合法的，因为pz为基类指针，不能访问派生类的成员。可以使用类型转换：

当一个基类对象被直接初始化为一个派生类对象时，派生类对象将被切割赋值给基类。

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