5.程序转换语意学

本文主要是介绍5.程序转换语意学，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

目录

1.显示的初始化操作

2.参数的初始化

3.返回值的初始化

4.在使用者层面做优化

5.Copy Constructor要不要？

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1.显示的初始化操作

已知有这样的定义：

X x0;

下面的三个定义，每一个都明显地以x0来初始化其class object；

void foo_bar()
{X x1(x0); //译注：定义了x1X x2 = x0; //译注：定义了x2X x3 = X(x0);//译注：定义了x3//...
}

必要的程序转化有两个阶段：
1）在C++中，“定义”是指“占用内存”的行为。上面的代码将会重写每一个定义，其中的初始化操作会被剥离。
2）Class 的copy constructor调用操作将会被安插进去。

举个例子，在明确上面的两种转换后，foo_bar()可能看起来像这样子：

//可能的程序转换
//C++伪代码
void foo_bar(){X x1;//译注：定义被重写，初始化操作被剥离X x2;//译注：定义被重写，初始化操作被剥离X x3;//译注：定义被重写，初始化操作被剥离//编译器安插X copy construction的调用操作x1.X::X(x0);x2.X::X(x0);x3.X::X(x0);//...
}

2.参数的初始化

把一个class object当作参数传给一个函数（或是作为一个函数的返回值），如下的代码要求局部的实例x0以memberwise的方式将xx当作初值。在编译器的实现技术上，有一种策略是导入临时性object，并调用copy constructor将它初始化，然后将此临时性object交给函数。

void foo(X x0);
X xx;
//...
foo(xx);

例如将前一段程序代码转换如下：

//C++伪代码
//编译器产生的临时对象
X __temp0;//编译器对copy constructor的调用
__temp0.X::X(xx);//重新改写函数调用操作，使用上述的临时对象
foo(__temp0);

然而这样做有个问题，问题在foo的声明上。foo()的声明必须被转换，形式参数必须从原来的一个class X object改变成一个class X reference，像这样子：

void foo(X &x0);

其中class X声明了一个destructor，它会在foo()函数完成之后被调用，对付那个临时性的object。

3.返回值的初始化

已知下面的这个函数定义：

X bar()
{X xx;// 处理 xx ...return xx;
}

你可能会问bar()的返回值如何从局部对象xx中拷贝过来？Stroustrup在cfont中的解决办法是一个双阶段转化：

首先加上一个额外参数，类型是class object的一个reference。这个参数用来放置被“copy constructed”而得的返回值。

然后在return 指令之前安插一个copy constructor的调用操作。

上述的代码转换，可能如下：

//函数转换
//以反映出copy constructor的应用
//C++伪代码
void bar(X &__result)
{X xx;//编译器所产生的default constructor调用操作xx.X::X();//......处理xx//编译器所产生的copy constructor调用操作__result.X::X(xx);return;
}

在举几个例子，例如: X xx = bar();将被转换成如下的两个指令语句。

X xx;
bar(xx);

如果程序声明了一个函数指针，像这样子：

X (*pf)();
pf = bar;

它也被转换成这样子。

void (*pf)(X &x);
pf = bar;

4.在使用者层面做优化

最先提出“程序员优化”的概念是Jonathan Shopiro，他定义了一个“计算用”的constructor。换句话说，程序员不再写：

X bar(const T &y,const T &z)
{X xx;//...以y和z来处理xxreturn xx;
}

那会要求xx被“memberwise”的拷贝到编译器产生的__result之中。Jonathan定义另外一个constructor，可以直接计算xx的值。

X bar(const T &y,const T &z)
{return X(y,z);
}

于是当bar()的定义被转换之后，效率会更加的高。

//C++伪代码
void 
bar(X &__result,const T &y,const T &z)
{__result.X::X(y,z);return;
}

__result被直接计算出来，而不是经过copy constructor拷贝得到的。

5.Copy Constructor要不要？

已知下面的3D坐标点类：

class Point3d
{
public:Point3d(float x,float y,float z);//...
private:float _x,_y,_z;
};

这个class的设计者需要提供一个explicit copy constructor吗？答案是no，三个坐标成员是以数值来存储的。bitwise copy既不会导致memory leak，也不会产address aliasing。它是最快速安全的。

实现copy constructor的最简单的方式是：

Point3d::Point3d(const Point3d &rhs)
{_x = rhs._x;_y = rhs._y;_z = rhs._z;
}

这没有问题，但使用C++ library的memcpy()会更有效率：

Point3d::Point3d(const Point3d &rhs)
{memcpy(this, &rhs, sizeof(Point3d));
}

然而不管使用memcpy()还是memset()，都只有在“class不含有任何由编译器产生的内部members”时才能有效的运行。如果Point3d class声明一个或一个以上的virtual functions，或内含一个virtual base class，那么使用上述的函数将会导致那些“被编译器产生的内部members”的初值改写。

如你所见，如果要正确使用memcpy()和memset()，则需要掌握某些C++ Object Model的语意学知识。

这篇关于5.程序转换语意学的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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