關于C++對象作為參數(shù)詳解

有時我們會將對象作為參數(shù)傳入函數(shù),其中有不少所謂的“陷阱”牺勾,大部分都與對象中申請的內(nèi)存釋放有關青柄,到底是什么原因?qū)е碌倪@些問題呢?所謂的默認的拷貝構造函數(shù)又是什么呢映胁?它又做了怎么樣的工作木羹,編譯器又是怎么樣調(diào)用它的呢?讓我們一起走進C++的內(nèi)部世界

當類所占用的空間很小時解孙,比如只有幾個int數(shù)據(jù)成員坑填,編譯器會選擇直接將幾個數(shù)據(jù)成員做壓棧操作(先聲明的數(shù)據(jù)后壓棧,后聲明的數(shù)據(jù)先壓棧)弛姜,以供調(diào)用函數(shù)使用

測試代碼:

class UnitTest
{
public:
    int m_One;
    int m_Two;
};

void ShowUnitTest(UnitTest unit)
{
    printf("%d %d %s\n", unit.m_One, unit.m_Two);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    UnitTest test;

    test.m_One = 1;
    test.m_Two = 2;

    ShowUnitTest(test);

    system("pause");
    return 0;
}

看其反匯編的代碼:

int main(int argc, char *argv[])
{
00BB1420  push        ebp  
00BB1421  mov         ebp,esp  
00BB1423  sub         esp,0D0h  
00BB1429  push        ebx  
00BB142A  push        esi  
00BB142B  push        edi  
00BB142C  lea         edi,[ebp-0D0h]  
00BB1432  mov         ecx,34h  
00BB1437  mov         eax,0CCCCCCCCh  
00BB143C  rep stos    dword ptr es:[edi]  
    UnitTest test;

    test.m_One = 1;
00BB143E  mov         dword ptr [test],1  
    test.m_Two = 2;
00BB1445  mov         dword ptr [ebp-8],2  

    ShowUnitTest(test);
00BB144C  mov         eax,dword ptr [ebp-8]  
00BB144F  push        eax  
00BB1450  mov         ecx,dword ptr [test]  
00BB1453  push        ecx  
00BB1454  call        ShowUnitTest (0BB11E5h)  

可以看到00BB144C 的壓棧順序確實是先聲明后壓棧脐瑰,后聲明先壓棧,直接使用push解決問題廷臼。


再下面我們看一下類的體積較大時編譯器的處理過程

先看一段代碼:

class UnitTest
{
public:
    int m_One;
    int m_Two;
    char m_sName[32];
};

void ShowUnitTest(UnitTest unit)
{
    printf("%d %d %s\n", unit.m_One, unit.m_Two, unit.m_sName);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    UnitTest test;
    test.m_One = 1;
    test.m_Two = 2;
    char tmp[] = "name";
    strncpy_s(test.m_sName, tmp, sizeof(tmp));

    ShowUnitTest(test);

    system("pause");
    return 0;
}

反匯編代碼為:

int main(int argc, char *argv[])
{
00053D00  push        ebp  
00053D01  mov         ebp,esp  
00053D03  sub         esp,104h  
00053D09  push        ebx  
00053D0A  push        esi  
00053D0B  push        edi  
00053D0C  lea         edi,[ebp-104h]  
00053D12  mov         ecx,41h  
00053D17  mov         eax,0CCCCCCCCh  
00053D1C  rep stos    dword ptr es:[edi]  
00053D1E  mov         eax,dword ptr ds:[00058004h]  
00053D23  xor         eax,ebp  
00053D25  mov         dword ptr [ebp-4],eax  
    UnitTest test;
    test.m_One = 1;
00053D28  mov         dword ptr [test],1  
    test.m_Two = 2;
00053D2F  mov         dword ptr [ebp-2Ch],2  
    char tmp[] = "name";
00053D36  mov         eax,dword ptr ds:[00055864h]  
00053D3B  mov         dword ptr [tmp],eax  
00053D3E  mov         cl,byte ptr ds:[55868h]  
00053D44  mov         byte ptr [ebp-3Ch],cl  
    strncpy_s(test.m_sName, tmp, sizeof(tmp));
00053D47  push        5  
00053D49  lea         eax,[tmp]  
00053D4C  push        eax  
00053D4D  lea         ecx,[ebp-28h]  
00053D50  push        ecx  
00053D51  call        strncpy_s<32> (0511EFh)  
00053D56  add         esp,0Ch  

    ShowUnitTest(test);
00053D59  sub         esp,28h  
00053D5C  mov         ecx,0Ah  
00053D61  lea         esi,[test]  
00053D64  mov         edi,esp  
00053D66  rep movs    dword ptr es:[edi],dword ptr [esi]  
00053D68  call        ShowUnitTest (0511E5h)  

我們直接觀察0x00053D59 開始調(diào)用ShowUnitTest處的匯編代碼:
我們發(fā)現(xiàn)首先通過棧指著esp 開辟了0x28H(40)大小的空間苍在,正好是UnitTest對象的大小。
然后通過rep movs 指令將對象test拷貝了一份到此處荠商。

而這里的操作即是《C++ Primer》中所說的調(diào)用默認拷貝構造函數(shù)并創(chuàng)建的臨時變量寂恬。

編譯器在這里插入了申請棧空間及直接復制對象在棧上內(nèi)存的內(nèi)存數(shù)據(jù)的匯編指令(即淺拷貝

然后我們觀察ShowUnitTest的內(nèi)部實現(xiàn):

ShowUnitTest:
00281420  push        ebp  
00281421  mov         ebp,esp  
00281423  sub         esp,0C0h  
00281429  push        ebx  
0028142A  push        esi  
0028142B  push        edi  
0028142C  lea         edi,[ebp-0C0h]  
00281432  mov         ecx,30h  
00281437  mov         eax,0CCCCCCCCh  
0028143C  rep stos    dword ptr es:[edi]  
    printf("%d %d %s\n", unit.m_One, unit.m_Two, unit.m_sName);
0028143E  mov         esi,esp  
00281440  lea         eax,[ebp+10h]  
00281443  push        eax  
00281444  mov         ecx,dword ptr [ebp+0Ch]  
00281447  push        ecx  
00281448  mov         edx,dword ptr [unit]  
0028144B  push        edx  
0028144C  push        2859DCh  
00281451  call        dword ptr ds:[289118h]  
00281457  add         esp,10h  
0028145A  cmp         esi,esp  
0028145C  call        __RTC_CheckEsp (028113Bh)  
}

從00281440這里可以看出莱没,程序在向ebp的下方(即更高的地址位置)進行尋址操作掠剑,而操作的位置就是該函數(shù)的調(diào)用函數(shù)的棧幀,而 ebp + 10h 對應的就是臨時變量的m_sName的首地址郊愧,ebp+0Ch 即臨時對象m_Two的首地址朴译, [unit] 即ebp+08 井佑,即臨時對象的首地址,也就是對象m_One的位置眠寿。

結(jié)論

當對象作為參數(shù)傳入時(非引用或指針傳入時)躬翁,編譯器會在調(diào)用該函數(shù)前插入拷貝匯編代碼,以用來在當前棧幀中生成臨時變量盯拱,進入被調(diào)用的函數(shù)后盒发,向搞地址尋址,對臨時對象進行讀寫操作宁舰,與原對象徹底無關。
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