C++对象模型（19）-- 函数语义学：成员函数

1、普通成员函数的调用

1.1 调用方式的转换

为了提高普通成员函数的调用效率，在C++中，对普通成员函数的调用，会转换成对全局函数的调用。

假如有下面所示的成员函数：

class Test {
public:int m_i;int func(int a) {m_i += a;return m_i;}
};

在编译时会经历下面几个步骤：

（1）把对象的首地址作为参数，传递给函数。

int func(Test *const this, int a) {}

（2）对非静态成员变量的调用，改成通过this指针来调用。

int func(Test *const this, int a) {this->m_i += a;return this->m_i;     
}

（3）对函数名进行name mangling操作，通过函数名和其参数类型生成唯一标识符，来区分不同的函数。

int _ZN4Test4funcEi(Test *const this, int a){}

1.2 代码演示

（1）

在main()函数中加入调用函数func()的代码：

int main() {Test test;int ret = test.func(6);
}

然后把断点设在：int ret = test.func(6); 运行程序后，查看反汇编代码（VS2019）：

简单分析下汇编语言的意思：

（1）push 6：把参数6入栈。

（2）lea ecx, [test]：把test写入ecx。

这2行其实是参数传递。

（3）call Test::func(05C12D0h)：调用函数func。

（4）move dword ptr [ret], eax：把eax的值赋给ret。

从这些代码可以看到，函数的调用流程可分成3个阶段：参数传递、调用函数call、处理返回值。

在反汇编的“地址(A)”窗口输入函数func的地址：05C12D0h，回车后查看函数func的反汇编代码：

这段汇编的细节不去深究，但我们可以看到有[this]字样，可以知道函数在具体执行时用到了this指针。

所以对func函数的调用转换可以用下图表示：

如果用指针方式调用成员函数：

Test* pTest;
int ret = pTest->func(6);

则对func函数的调用转换是这样的：

（2）把代码在linux上编译后，用nm命令查看可执行文件的信息。

linux下编译：g++ ch19.cpp -o ch19

用nm命令查看可执行文件：nm ch19

可以看到，func函数被转换成了_ZN4Test4funcEi。

2、静态成员函数的调用

对于静态成员函数的调用，无论用对象名来调用，还是用对象指针来调用，效果都是一样的，都会被编译器转换成一般的针对普通函数（非成员函数）的调用形式。

静态成员函数是跟着类走的，所有调用静态成员函数时编译器是不会插入this作为形参的。

假如类Test有一个static成员函数：

static void stfunc() { }

则可以用下面的方法来调用此静态成员函数：

Test test;
test.stfunc();Test::stfunc();Test* pTest;
pTest->stfunc();

静态成员函数有以下特点：

（1）静态成员函数没有this指针，这点最重要。

（2）无法直接存取类中普通的非静态成员变量，因为非静态成员变量是通过this指针来操作的。

（3）静态成员函数不能在后面使用const，也不能设置为virtual。

（4）可以用类对象调用，但不非一定要用类对象调用。

（5）静态成员函数等同于非成员函数，需要提供回调函数的这种场合，可以将静态成员函数作为回调函数。