C++类的空指针调用成员函数的代码
类的实例调用成员函数的原理
其实不管是通过对象实例或指针实例调用,其实底层调用的过程都是一样的,都是把当前对象的指针作为一个参数传递给被调用的成员函数。通过下面的相关实例代码进行检验:
实验的C++代码
classStudent { private: intage; public: Student(){} Student(intage):age(age){} intgetAge(){returnthis->age;} }; intmain(intargc,charconst*argv[]) { Students(10); intage=s.getAge(); Student*ps=newStudent(10); age=ps->getAge(); return0; }
基于VS2015调试功能的反汇编代码
intmain(intargc,charconst*argv[]) { 00A41860pushebp 00A41861movebp,esp 00A41863push0FFFFFFFFh 00A41865push0A461D2h 00A4186Amoveax,dwordptrfs:[00000000h] 00A41870pusheax 00A41871subesp,104h 00A41877pushebx 00A41878pushesi 00A41879pushedi 00A4187Aleaedi,[ebp-110h] 00A41880movecx,41h 00A41885moveax,0CCCCCCCCh 00A4188Arepstosdwordptres:[edi] 00A4188Cmoveax,dwordptr[__security_cookie(0A4B004h)] 00A41891xoreax,ebp 00A41893movdwordptr[ebp-10h],eax 00A41896pusheax 00A41897leaeax,[ebp-0Ch] 00A4189Amovdwordptrfs:[00000000h],eax Students(10); 00A418A0push0Ah/*构造函数中的实参值:10*/ 00A418A2leaecx,[s]/*取实例s的内存地址,并赋值给寄存器ECX*/ 00A418A5callStudent::Student(0A4103Ch)/*调用位于内存地址0A4103Ch的构造函数*/ intage=s.getAge(); 00A418AAleaecx,[s]/*取实例s的内存地址,并赋值给寄存器ECX*/ 00A418ADcallStudent::getAge(0A412D5h)/*调用位于内存地址0A412D5h的成员函数*/ 00A418B2movdwordptr[age],eax/*成员函数的返回值赋给变量age*/ Student*ps=newStudent(10); 00A418B5push4/*类实例所需的内存大小,有一个int类型成员,故为4字节(32位编译)*/ 00A418B7calloperatornew(0A412A3h)/*调用全局的内存分配函数,类似C的malloc函数*/ 00A418BCaddesp,4/*栈顶加4个字节,用于保存operatornew内存分配返回的内存地址值*/ 00A418BFmovdwordptr[ebp-108h],eax/*eax存的就是返回的内存地址,赋值到ptr[ebp-108h]这是处于栈中的内存*/ 00A418C5movdwordptr[ebp-4],0 00A418CCcmpdwordptr[ebp-108h],0 00A418D3jemain+8Ah(0A418EAh)/*与上一句联动,如果分配的地址为0,即失败,跳转到0A418EAh*/ 00A418D5push0Ah/*调用构造函数的实参值:10*/ 00A418D7movecx,dwordptr[ebp-108h]/*取指针ps指向的实例的内存地址值并赋值给寄存器ECX*/ 00A418DDcallStudent::Student(0A4103Ch)/*调用位于内存地址0A4103Ch的构造函数*/ 00A418E2movdwordptr[ebp-110h],eax 00A418E8jmpmain+94h(0A418F4h) 00A418EAmovdwordptr[ebp-110h],0 00A418F4moveax,dwordptr[ebp-110h] 00A418FAmovdwordptr[ebp-0FCh],eax 00A41900movdwordptr[ebp-4],0FFFFFFFFh 00A41907movecx,dwordptr[ebp-0FCh] 00A4190Dmovdwordptr[ps],ecx age=ps->getAge(); 00A41910movecx,dwordptr[ps]/*取实例s的内存地址值并赋值给寄存器ECX*/ 00A41913callStudent::getAge(0A412D5h)/*调用位于内存地址0A412D5h的成员函数*/ age=ps->getAge(); 00A41918movdwordptr[age],eax return0; 00A4191Bxoreax,eax }
分析
通过源码与汇编代码的对比,就可以知道,其实成员函数与类的实例是没有绑定关系,成员函数是属于类的,在内存中仅仅只是一个有效的内存地址。对于成员函数中需要用到实例,就通过寄存器ECX传递过来。
这里引起一下思考,为什么不通过栈传递呢?
首先要明白,栈是位于内存的,而寄存器是位于CPU的,这二者的读写速率就天差地别了,这是效率的优化;而且只要约定处于当前成员函数中时,不对ECX寄存器进行修改就好。
但如果使用栈进行传递,因为栈是一个动态的内存空间,这就不便于跟踪与维护当前实例的地址,就算是使用EBP和ESP去维护,就需要加上一个偏移量,这对读写效率添加了负担。如果维护不好,还会造成数据错乱。(这里都是个人分析,有错可以指正)
回归标题
所以回归到标题,如果一个类的空指针调用了成员函数后,编译是通过的。接着在运行过程中,分两种情况:
一、当被调用的成员函数中,未使用this指针去调用当前实例的成员变量,程序正常运行不报错;
classStudent { private: intage; public: Student(){} Student(intage):age(age){} voideat(){} }; intmain(intargc,charconst*argv[]) { Student*ps=nullptr; ps->eat(); return0; }
二、当被调用的成员函数中,使用了this指针去读写当前实例的成员变量时,首先调用是成员函数是被成功调用的,代码的执行已经进入了成员函数的领空,但当代码执行到读写当前实例的成员变量里,就会报内存访问异常了。
最后发散思考
回想其中一句话:成员函数是属于类的,而不属于实例的,会不会引发你的思考,类的静态函数,也是属于类的,那如果用类的空指针调用静态函数,又会发生什么事呢?上代码:
#includeusingnamespacestd; classStudent { private: intage; public: Student(){} Student(intage):age(age){} staticintclasstime(){ return9; } voideat(){} }; intmain(intargc,charconst*argv[]) { Student*ps=nullptr; inttime=ps->classtime(); cout<