从汇编看c++中指向成员变量的指针

添加时间:2013-6-23 点击量:

在c++中，指向类成员变量的指针存储的并不是该成员变量地点内存的地址，而仅仅是该成员变量在该类对象中相对于对象首地址的偏移量。

下面先看c++源码以及输出成果:

＃include <iostream>

＃include <cstdio>

using namespace std;



class X {

public:

   int _x;

};

class Y {

public:

    int _y;

};



class Z : public X， public Y {

public:

    int _z;

   

};



int main（） {

  //机关x，y，z三个对象

   X x;

   Y y;

   Z z;

   //将三个对象里面的成员值置为1

   x._x = 1;

   y._y = 1;

   z._x = 1;

   z._y = 1;

   z._z = 1;

   //x的成员指针

   int X::xmp1 = &X::_x;

   int X::xmp2 = &Z::_x;

   //y的成员指针

   int Y::ymp1 = &Y::_y;

   int Y::ymp2 = &Z::_y;

   //z的成员指针

   int Z::zmp1 = &X::_x;

   int Z::zmp2 = &Z::_x;

   int Z::zmp3 = &Y::_y;

   int Z::zmp4 = &Z::_y;

   int Z::zmp5 = &Z::_z;

   //输出x的成员指针值

   cout << 输出x的成员指针值: << endl;

   printf（&X::_X = ％d\n， &X::_x）;

   printf（&Z::_x = ％d\n， &Z::_x）;

   printf（X::xmp1 = ％d\n， xmp1）;

   printf（X::xmp2 = ％d\n， xmp2）;

   cout << 输出y的成员指针值: << endl;

   printf（&Y::_y = ％d\n， &Y::_y）;

   printf（&Z::_y = ％d\n， &Z::_y）;

   printf（Y::ymp1 = ％d\n， ymp1）;

   printf（Y::ymp2 = ％d\n， ymp2）;

   cout << 输出z的成员指针值: << endl;

   printf（&X::_X = ％d\n， &X::_x）;

   printf（&Z::_x = ％d\n， &Z::_x）;

   printf（&Y::_y = ％d\n， &Y::_y）;

   printf（&Z::_y = ％d\n， &Z::_y）;

   printf（&Z::_z = ％d\n， &Z::_z）;

   printf（Z::zmp1 = ％d\n， zmp1）;

   printf（Z::zmp2 = ％d\n， zmp2）;

   printf（Z::zmp3 = ％d\n， zmp3）;

   printf（Z::zmp4 = ％d\n， zmp4）;

   printf（Z::zmp5 = ％d\n， zmp5）;

   //将基类X，Y的成员指针和派生类Z绑定

   Z zp = &z;

   cout << 输出由z绑定x的成员指针: << endl;

   cout << 由对象绑定: << endl;

   z.xmp1 = 2;//对象绑定

   cout << x.xmp1 =  << x.xmp1 << endl;

   cout << z.xmp1 =  << z.xmp1 << endl;

   cout << x._x =  << x._x << endl;



   cout << z._x =  << z._x << endl;

   z.xmp2 = 3;

   cout << x.xmp2 =  << x.xmp2 << endl;

   cout << z.xmp2 =  << z.xmp2 << endl;

   cout << x._x =  << x._x << endl;

   cout << z._x =  << z._x << endl;

   cout << 由指针绑定: << endl;

   zp->xmp1 = 4;

   cout << x.xmp1 =  << x.xmp1 << endl;

   cout << zp->xmp1 =  << zp->xmp1 << endl;

   cout << x._x =  << x._x << endl;

   cout << z._x =  << z._x << endl;

   zp->xmp2 = 5;

   cout << x.xmp2 =  << x.xmp2 << endl;

   cout << zp->xmp2 =  << zp->xmp2 << endl;

   cout << x._x =  << x._x << endl;

   cout << z._x =  <<z._x << endl;

   cout << 输出由z绑定y的成员指针:  << endl;

   cout << 由对象绑定: << endl;

   z.ymp1 = 6;

   cout << y.ymp1 =  << y.ymp1 << endl;

   cout << z.ymp1 =  << z.ymp1 << endl;

   cout << y._y =  << y._y << endl;

   cout << z._y =  << z._y << endl;

   z.ymp2 = 7;

   cout << y.ymp2 =  << y.ymp2 << endl;

   cout << z.ymp2 =  << z.ymp2 << endl;

   cout << y._y =  << y._y << endl;

   cout << z._y =  << z._y << endl;

   cout << 由指针绑定: << endl;

   zp->ymp1 = 8;

   cout << y.ymp1 =  << y.ymp1 << endl;

   cout << zp->ymp1 =  << zp->ymp1 << endl;

   cout << y._y =  << y._y << endl;

   cout << z._y =  << z._y << endl;

   zp->ymp2 = 9;

   cout << y.ymp2 =  << y.ymp2 << endl;

   cout << zp->ymp2 =  << zp->ymp2 << endl;

   cout << y._y =  << y._y << endl;

   cout << z._y =  << z._y << endl;

   //将zp指针向上转换为X 和 Y 再操纵它们的成员指针

   cout << 将zp向上转换为X: << endl;

   X xp = zp;

   xp->xmp1 = 10;

   cout << x.xmp1 =  << x.xmp1 << endl;

   cout << xp->xmp1 =  << xp->xmp1 << endl;

   cout << x._x =  << x._x << endl;

   cout << z._x =  << z._x << endl;

   xp->xmp2 = 11;

   cout << x.xmp2 =  << x.xmp2 << endl;

   cout << xp->xmp2 =  << xp->xmp2 << endl;

   cout << x._x =  << x._x << endl;

   cout << z._x =  << z._x << endl;

   cout << 将zp向上转换为Y: << endl;

   Y yp = zp;

   yp->ymp1 = 12;

   cout << y.ymp1 =  << y.ymp1 << endl;

   cout << yp->ymp1 =  << yp->ymp1 << endl;

   cout << y._y =  << y._y << endl;

   cout << z._y =  << z._y << endl;

   yp->ymp2 = 13;

   cout << y.ymp2 =  << y.ymp2 << endl;

   cout << yp->ymp2 =  << yp->ymp2 << endl;

   cout << y._y =  << y._y << endl;

   cout << z._y =  << z._y << endl;

   

  

   

   



}

下面是输出的成果，因为运行成果在cmd上斗劲长，是以分隔截图:

下面是类的持续关系图:

下面是每一个类的内存布局:

经由过程上方c++代码的输出成果可以发明，若是直接输出成员的偏移量，就是下面的代码一样:

 printf（&X::_X = ％d\n， &X::_x）;

   printf（&Z::_x = ％d\n， &Z::_x）;

   printf（&Y::_y = ％d\n， &Y::_y）;

   printf（&Z::_y = ％d\n， &Z::_y）;

   printf（&Z::_z = ％d\n， &Z::_z）;

获得的始终是该成员变量在最原始的类（即声明这个成员变量的类）里面的偏移量，即输出_x的偏移量时，获得的是_x在类X中的偏移量；输出_y的偏移量时，获得的是_y在类Y中的偏移量;输出_z时，获得是四核_z在类Z中的偏移量。所以上方的输出成果依次是0 0 0 0 8

然则，若是将他们赋给了指定类型的成员变量指针，就会输出该成员变量在指针绑定的类里面的偏移量，就像下面的代码:

//z的成员指针

   int Z::zmp1 = &X::_x;

   int Z::zmp2 = &Z::_x;

   int Z::zmp3 = &Y::_y;

   int Z::zmp4 = &Z::_y;

   int Z::zmp5 = &Z::_z;

因为这些成员变量指针绑定的都是类Z，依次输出成员变量指针的值时，获得的都邑是相对于该类的偏移量，所以上方输出的成果依次是0 0 4 4 8
当将基类成员变量指针绑定到派生类对象上的时辰，操纵的是派生类对象中对应的成员变量，就像下面的代码:

 z.ymp1 = 6;

 zp->ymp1 = 8;

成员变量指针ypm1底本存储的是类Z的基类Y的成员_y的偏移量0，然则若是将它绑定到派生类Z上，不管是用对象z本身或者是对象指针zp绑定，按理应当操纵的是对象z中的_x成员，然则，从输出成果来看，仍然操纵的是对象z中的_y成员变量。到底是什么原因，下面是zp->ymp1对应的汇编码（z.ymp1的道理一样）：

; 103  :    zp->ymp1 = 8;



    cmp    DWORD PTR _zp￥[ebp]， 0;将zp指针的值和0斗劲，以防zp指针为空

    je    SHORT ￥LN11＠main;若是上方的斗劲为0，就跳转到标号￥LN11＠main处履行，不然次序履行 这里次序履行

    mov    eax， DWORD PTR _zp￥[ebp];将对象z首地址（保存在zp中）给存放器eax

    add    eax， 4;对象z的首地址加上4 获得是对象z中父类Y对象的首地址，存于存放器eax

    mov    DWORD PTR tv519[ebp]， eax;将父类Y对象的首地址给姑且变量tv519

    jmp    SHORT ￥LN12＠main;跳转到标号￥LN12＠main处履行

￥LN11＠main:

    mov    DWORD PTR tv519[ebp]， 0;将0给姑且变量tv519

￥LN12＠main:

    mov    ecx， DWORD PTR tv519[ebp];将姑且变量tv519的值给存放器ecx 若是zp不为空，此时ecx中存储的是父类Y对象的首地址

    add    ecx， DWORD PTR _ymp1￥[ebp];将成员指针ymp1的值加上父类Y对象的首地址，获得_y在对象z中的真正内存地址，存于ecx

    mov    DWORD PTR [ecx]， 8;将8写入ecx存储的内存单位里面，即将对象z中的_y成员变量赋值为8

下面是z.ymp1对应的汇编码:

; 92   :    z.ymp1 = 6;



    lea    edx， DWORD PTR _z￥[ebp];取对象z的首地址，存放到存放器edx

    test    edx， edx;测试edx存储的值是否为0 即看对象的首地址是否为空

                    ;下面的汇编代码根蒂根基与zp->ymp1 = 8的一样

    je    SHORT ￥LN3＠main

    lea    eax， DWORD PTR _z￥[ebp]

    add    eax， 4

    mov    DWORD PTR tv410[ebp]， eax

    jmp    SHORT ￥LN4＠main

￥LN3＠main:

    mov    DWORD PTR tv410[ebp]， 0

￥LN4＠main:

    mov    ecx， DWORD PTR tv410[ebp]

    add    ecx， DWORD PTR _ymp1￥[ebp]

    mov    DWORD PTR [ecx]， 6

可以看到，编译器在内部实际上做了转换换成c++的表达情势即: zp ？（zp + sizeof（X）） : 0 zp + ymp1 也就是说编译器内部先做了指针调剂，使其指向了正确的父类对象首地址。也就是说将zp的类型从Z转换成了Y（向上转换），这是容许的，然则，若是有一个Y yp指针，如许操纵yp->zmp3如许是不容许的，因为这实际上是要将yp的类型从Y转换成了Z（向下转换）。

至于将zp指针分别转化成xp和yp指针，在操纵基类成员变量指针，道理和上方一样，只不过转换指针的过程由我们本身完成，即分别将zp的类型转换成了X和Y

无论对感情还是对生活，“只要甜不要苦”都是任性而孩子气的，因为我们也不完美，我们也会伤害人。正因为我们都不完美，也因为生活从不是事事如意，所以对这些“瑕疵”的收纳才让我们对生活、对他人的爱变得日益真实而具体。—— 汪冰《世界再亏欠你，也要敢于拥抱幸福》

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