Chapter 2 構造函數語義學習小結
1、 C++編譯器何時會爲C++中的類生成缺省的構造函數（Default constructor）？
如果程序員沒有定義構造函數，編譯器會在下面四種情況爲類生成缺省的構造函數：
? 類中聚合的元素有構造函數（可以是程序員自定義的或者編譯器生成的）；
? 類的基類有構造函數（可以是程序員自定義的或者編譯器生成的）；
? 類中有虛函數；
? 類虛繼承其他類。
對於不符合以上四種情況，C++編譯器並不會生成一個構造函數，那類實例化的對象怎麼初始化？實際上編譯器都是直接分配內存而已，並沒有初始化對象。
2、 C++編譯器何時會爲C++中的類生成缺省的拷貝構造函數（Copy constructor）？
拷貝構造函數的合成也使用於上述四種情況。對於符合上述四種情況拷貝構造函數執行按成員拷貝（memberwise copy），對於不符合上述四種情況執行按位拷貝（bitwise copy）。【這是個人區分memberwise和bitwise，而書中的意思好像是都是memberwise，在memberwise中分爲是否進行bitwise】。那些bitwise拷貝帶來的後果是什麼？對於一般的類型int、double等都不會有問題，但是對於指針類型就會發生兩個對象指向同一個指針變量【也就是所謂的淺拷貝】。從語義角度來看，當含有指針數據成員必須提供構造函數。
3、 什麼時間需要程序員提供一個拷貝構造函數？
對於含有指針數據成員必須提供構造函數，那麼對於其他情況是否都不需要？從語義上講，是這樣的。但是對於編譯器來講涉及到編譯優化中的返回值優化【Named return Value】，這中優化是指至少可以減少一次返回值構造，但NRV的前提是程序員已經定義好拷貝構造函數，這需要根據對效率的需求來決定。
4、 書中的一個示例，爲什麼在類的構造函數中使用高效的memcpy()或者memset()庫函數對對象進行拷貝有時候會發生錯誤【P73】。
原因是當類中含有vptr或者vbtl時，如果直接使用庫函數，會修改這些指針。
5、 對於NRV的討論，到底是否必須存在顯示的Copy ctor才能實行NRV？
問：在67頁，最下面兩行：這個程式的第一個版本不能實施NRV最佳化，因爲test class缺少一個copy constructor。但是在66頁「在編譯器層面做最佳化」那一段中所列的碼顯示，當編譯器把xx以__result取代，變成__result.X::X();即default constructor被喚起。喚起default constructor是可以理解的，可是編譯器轉換後的碼並沒有使用到copy constructor呀，爲什麼67頁最後兩行卻說缺少一個copy constructor，就不能實施這個最佳化了呢？
觀點1：如同63頁與64頁「返回值的初始化」這一段，編譯器可能將63頁下面的X bar()函數定義轉換成64頁的虛擬碼，其中有一行__result.X::X(xx); 這會使用到copy constructor。 轉換成64頁的碼後，65頁與66頁分述了兩種後續可能出現的最佳化動作，其中一種即是66頁的編譯器層面做最佳化。如此，雖然66頁最佳化後的碼看起來並不使用到copy constructor，但是這些碼是根據像64頁那種樣子的碼最佳化而來的，而若沒有copy constructor，根本無法轉換成64頁那種虛擬碼，因爲其中有一個呼叫copy constructor的動作。所以，雖然66頁經過編譯器最佳化的結果省去了__result.X::X(xx);這個copy constructor的呼喚動作（因爲根本沒有xx了），但若沒有明白提供一個copy constructor，卻無法讓編譯器進行這樣的最佳化。【第5章，205頁最下面一段話：一般而言如果你的設計之中，有許多函式都需要以傳值(by value)，傳回一個local class object....那麼提供一個copy constructor，就比較合理--甚至即使default memberwise語意已經足夠。它的出現會觸發NRV最佳化。然而，就像我在前一個例子中所展現的那樣，NRV最佳化後將不再需要喚起copy constructor，因爲運算結果已經被直接計算於「將被傳回的object」體內了。」】
觀點2：Lippman在p67最後一行所言『這個程式的第一個版本不能實施NRV最佳化，因爲test class缺少一個copy constructor』，此語錯誤。如果程式沒有explicit copy constructor，編譯器會自動爲我們做出來（如爲trivial，則直接bitwise copy；如爲nontrivial，則由編譯器爲我們合成出一個copy constructor）。因此，有沒有explicit copy constructor並不影響 NRV 最佳化的實施。NRV 最佳化主要是由編譯器option來決定要不要實施。做了一些實驗，判斷VC和GCC都沒有做到NRV最佳化，而其不做的理由不是因爲技術上的困難，是爲了避免造成「user defined copy constructor之副作用失效」－所謂副作用是指，例如「在user defined copy constructor中做一個cout出」之類這種「與memberwise copy 無關」的動作。
Chapter 3 成員數據語義學習小結
1、 C++編譯器對類增加那些數據？
? 類沒有定義任何數據成員【編譯器會爲類增加1byte，原因是爲了區分類實例化的多個對象都有不同的地址】；
? 含有虛函數【編譯器會爲類添加一個vptr指針，指向虛函數表，virtual table】；
? 虛繼承其他類【編譯器會爲類添加一個vbtl指針，指向虛基類】。
2、 C++編譯器如何處理類的非靜態數據成員？
如果我們直接訪問類的非靜態數據成員的地址，發現它僅僅是數據成員在類中的偏移量，如果要訪問某一對象數據成員，那麼該數據的地址是對象的地址加上數據成員在類中的偏移量。在P98中的表示是：&original + （&Point3d::_y -1），就是訪問的是Point3d實例化的對象original中的數據成員_y，爲什麼會有一個減一的動作？這個的目的是爲了區分指向第一個member的指針和一個指向數據成員，但沒有指向任何member【如Point3d::*pM = NULL和Point3d中的第一個數據成員的偏移量不能都是0，目前在Dev-Cpp和VC6.0中都不是這樣處理的，他們都是對一個數據成員的空指針減去一，變成0xFFFFFFFF，而編譯器對數據成員的偏移量都不變化，直接按照他們在類中的聲明順序】。
3、 C++編譯器如何處理多繼承時的vptr？
如果一個類含有虛函數或者單繼承有虛函數，編譯器還是比較容易處理的，只要設置一個vptr就可以訪問到對應的函數。但是當類多繼承其他類（且都有虛函數），那麼編譯器必須處理指向派生類對象的指針能夠指向多個基類。派生類和第一個基類共享vptr，對於第二個或者以後的基類，這個指向派生對象的指針必須加上一個偏移量來指向對應的類的vptr數據。【第二類的偏移量爲sizeof(Base_Class1)，後面的依次類推】。
Chapter 4 成員函數語義學習小結
在C++編譯器中有一個技術爲了支持多態、命名空間等，叫做Name-mangling，就是把一個名字轉化爲一個編譯器可以唯一識別的名字。
1、 C++編譯器把成員函數編譯成什麼樣子？
C++編譯器把成員函數分爲兩類，靜態和非靜態成員函數。假定CExampleClass中有3個函數原型如下：
? int NormalFun(parameter…)；
? int NormalFunConst(parameter…) const;
? static int SNormalFun(parameter…);
C++編譯器編譯後會把這個函數都編譯成全局函數，如下：
? int CExampleClass13NormalFun1p(CExampleClass * const this, parameter…);
? int CExampleClass13NormalFunConst1p(const CExampleClass * const this, parameter…);
? int CExampleClass13 SNormalFun1p(parameter…);
2、 C++編譯器如何調用成員函數？
C++編譯器在調用方面也可以總結爲三類調用方式，靜態函數（不能爲const，virtual等修飾），非靜態非虛成員函數，單繼承的虛函數，多繼承的虛函數。
? 靜態成員：直接調用，如CExampleClass::SNormalFun(parameter…)或者根據對象可以調用，編譯器把這種調用直接轉化爲上面的CExampleClass13 SNormalFun1p(…)形式；
? 非靜態非虛成員函數，必須通過對象調用，如Obj.NormalFun(…)，編譯器把這種形式轉化爲CExampleClass13NormalFun1p(&Obj, parameter…)的形式；
? 對於虛函數的調用，是通過vptr進行的，如ptr->vFun(pararmeter…)，編譯器將轉爲爲：（*ptr->vptr[index]）（ptr，parameter…）形式；
? 對於多繼承下虛函數的調用，必須調整後面基類的偏移量。主要有兩種方式：第一種形式爲（*ptr->vptr[index].addr）（ptr+ptr->vptr[index].offset，parameter…）【這個offset在編譯器中生成的是一個負數】，這個設計的目的增加一個結構，保證派生類同時override多個基類的虛函數都能指向同一個函數；第二種形式是使用thunk技術，vptr中對應的index存放的是簡單虛函數的地址或者是指向一個相關的thunk（用於調整this指針）；
? C++編譯器對函數指針的翻譯：對於多繼承下一個函數指針翻譯，（pClass.*pfm)()被轉化爲pfm.index < 0 ? (*pfm.fadd)(&pClass + pmf.offset) : (*pClass.vptr[pfm.index].faddr) (&pClass + pClass.vptr[pfm.index].offset)【index小於0表示該函數不是虛函數】。
3、 C++編譯器把vptr放在類的什麼位置？
C++標準認爲可以放在任何位置，可以在類的頭部，目前VC和DEV-Cpp都是如此，爲什麼？如果把vptr放在尾部，其實是可以直接兼容C語言中的struct結構，但是C++是爲了節省空間，便於操縱vptr沒有這樣做。如何節約空間，當有繼承的時候，放在頭部時，派生類是可以共享基類的vptr。
4、 C++編譯器中的那些操作會增加代碼？
? 宏展開：宏是一定會被展開的，這一定會增加代碼量；
? Inline函數：如果編譯器決定把該函數Inline，那麼也會增加代碼，其中涉及到增加參數、局部變量和代碼，特別是對於在一個表達式中又多次inline函數調用，則inline函數的局部變量會被擴展多次，然後合成一個scope；
? Deconstructor函數：因爲C++保證資源獲得即初始化（RAII），所以如果在源代碼中又多個出口，編譯器都會在出口點增加析構變量的操作；
? 異常，C++爲了異常的try，catch處理，必須增加代碼；
? Template：當模板函數或者模板類被使用的時候，C++編譯器會保證實例化模板類或者模板函數。
Chapter 5 構造、析構和拷貝語義學習小結
1、 C++編譯器是怎麼樣實現虛繼承的構造函數？
假定Derived繼承於Base1和Base2，Base1和Base2繼承於Base，那麼Derived的構造函數和析構函數編譯器是如何生成？
Derived7DerivedV（Derived * const this, bool _most_derived）
{
if( _most_derived != false ) this->Base::Base();
this->Base1::Base1(false);
this->Base2::Base2(false);
this->vptr = _vbtl_derived; //設置vptr
this->vptr_Base = _vbtl_Base_derived; //設置虛基類指針
//user code
return this;
}
Derived7DectorV（Derived * const this, bool _most_derived）
{
this->vptr = _vbtl_derived;
//user code
this->Base1::Base1(false);
this->Base2::Base2(false);
if( _most_derived != false ) this->Base::Base();
}
注：在VC中就是這麼實現的，在DEV_Cpp中的實現與此不同，它是產生兩個版本的constructor，一個是設定vptr，並調用虛基類，另外一個是不調用虛基類也不設置vptr。
注：【P234中的譯者加了譯註，實際上是不對的，因爲譯者沒有考慮多繼承的情況。譯者的理解對於是單繼承的情況是正確的，對於多繼承必須考慮到先設置vptr，因爲可能是一個Base2的指針指向Derived對象的，如果不先設置則不能正確的調用Derived的析構函數】。
注：【後來在網上看到一篇文章《<深度探索C++對象模型>>(簡體版)中的蛇足》，作者viper，http://blog.csdn.net/Viper/。作者文中描述的第二點，不過我是認爲侯先生加的譯註是錯誤的，而不是太理論化。侯先生加的譯註第三點的意思應該是指正確的設置基類的vptr，其實在調用基類的析構函數中都會設置的。在http://dev.csdn.net/article/10/10874.shtm有關於這篇文章的討論，很有意思的。】
2、 C++編譯器把成員編譯後結果是什麼樣子？
成員主要指的是靜態數據、靜態成員函數、非靜態數據、非靜態成員函數和全局數據和heap數據。
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Class Data Static Data Static Fun Function Virtual Fun |
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Global Data Static Data |
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Fun(this,…) Static Fun(…) |
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Vptr Vbcb Data |
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編譯後的結果，不考慮Name-mangling |
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全局可見 .Data |
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全局 可見 |
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類對象可見，局部和heap對象數據 |
3、 C++如何處理全局對象、靜態對象？
對於全局變量，針對特定平臺的C++編譯器的一種處理方法，增加兩個Sections，分別爲.init和.fini，處理全局對象的構造和析構。【全局對象要求在main函數之前就存在】。.init section主要完成的是調用對象的構造函數，爲了保證一個文件中的所有的全局對象都能夠初始化，一般會爲每個文件生成一個_sti()，該函數負責初始化該文件中所有的全局對象。全局對象的析構是在main函數結束之前完成【.fini中析構】
【全局對象要求在main函數之前完成初始化，如果在執行全局對象的構造函數時，發生異常，那麼C++編譯器將直接調用terminate()函數，main函數將不會執行。VC6.0和DEV-Cpp都是如此】
靜態對象如果是全局的，那麼初始化的過程和上面的過程是一致的。如果是靜態局部對象，他的初始化是在該函數第一次執行的時候才完成初始化。C++編譯器怎麼知道該函數是第一次執行？C++編譯器設置一個全局的指針，如果沒有初始化該指針爲NULL，如果初始化則該指針爲靜態對象的地址，當完成初始化的時候改變指針的狀態就能區分。
全局靜態對象的析構和全局對象的析構一樣。局部靜態對象的析構也需要根據指針是NULL還是對象的地址來判斷是否析構。【對於局部靜態對象的處理VC6.0和DEV-Cpp都是通過一個byte存放標誌位來完成】。
Chapter6 執行期語義學習小結
1、 New[]的學習和討論。
C++編譯器如何完成New[]？New operator實際上完成兩步操作，第一：根據對象類型分配內存【如調用free來完成】，調用構造函數初始化對象【對於New[]構造函數限定爲default ctor或者帶有構造函數的參數都有缺省值】。對於New來說可以一次完成，但是對於New[]來說必須藉助一個新的函數來完成【原因很簡單：可能存在異常，那麼必須析構已經完成構造的對象，異常可能發生在任何時候】。一般會把New[]修改爲什麼樣子然後調用？一般封裝爲：vec_new (pVoid ptrArray, int elemCount, int objSize, pVoid ctor, pVoid dtor)【當ptrArray不爲0，表示placement operator new語義】。New[]存放的數組的長度一般在真正存儲對象地址的前4個Byte中【VC和GCC都是如此】。
討論：在網上《Const的思考一文》中的一個例子：
class A
{
public:
A(int i=0):test[2]({1,2}) {} //你認爲行嗎？
private:
const int test[2];
}；
vc6下編譯通不過，爲什麼呢？
觀點1：編譯器堆初始化列表的操作是在構造函數之內，顯式調用可用代碼之前，初始化的次序依據數據聲明的次序。初始化時機應該沒有什麼問題，那麼就只有是編譯器對數組做了什麼手腳！其實做什麼手腳，我也不知道，我只好對他進行猜測：編譯器搜索到test發現是一個非靜態的數組，於是，爲他分配內存空間，這裏需要注意了，它應該是一下分配完，並非先分配test[0],然後利用初始化列表初始化，再分配test[1],這就導致數組的初始化實際上是賦值！然而，常量不允許賦值，所以無法通過。
觀點2：認爲上一個觀點錯誤【我第一次看到也是上面的解釋，汗先】，C++標準有一個規定，不允許無序對象在類內部初始化，數組顯然是一個無序的，所以這樣的初始化是錯誤的！對於他，只能在類的外部進行初始化，如果想讓它通過，只需要聲明爲靜態的，然後初始化。
2、 臨時對象的討論。
C++中有很一部分工作是爲程序員的代碼添加一些臨時對象完成語義/語法上的要求。例如：使用轉換函數，不同對象之間的賦值（包括一些返回值和目標對象不一致），還有一些是程序員沒有明確的指定運算的結果等等。
但是C++編譯器在一些情況下生成臨時對象會帶來一些問題【效率降低或者語義的複雜】。例如：在一個複合語句中有臨時對象，C++編譯器一定會生成一些判斷代碼，爲什麼？要判斷何時處理對象析構；臨時對象的析構一般來說是語句結束以後，有兩種例外，在生成臨時對象用來初始化另外的對象，那麼必須等待初始化結束後臨時對象才能析構，還有一些情況是C++生成的臨時對象的作用域等同於目標對象的作用域啦，C++編譯器生成的臨時對象初始化reference對象，析構必須是在臨時對象作用域和reference作用域取小者才能析構。
Chapter7 站在對象的頂端學習小結
1、 異常中try、catch是如何實現？
對於異常的處理，構造program counter-range。對於try block來說，把一個函數的try block的起始位置和結束位置保存在上述表格中，當發生異常時，當前的program counter（也就是程序執行的位置）和program counter-range進行比較，以判斷出是否在try block中，如果是，就要找到對應的catch，否則當前的函數會從程序的棧（ESP，EBP等寄存器信息）中彈出，並從新設置program counter爲調用的地址，然後繼續上述的判斷過程。
對於拋出的異常對象，編譯器產生一個類型描述符，對異常的類型產生編碼。編譯器還必須爲catch子句產生類型描述符，執行期的異常處理模塊則會比較拋出的對象的類型描述符和catch子句的類型描述符，找到合適的catch或者最後到terminate()處理。
2、 爲什麼向下轉換（downcast）中對於Pointer和reference的處理不一致？
對於downcast來說（dyanmaic_cast<type>(Object)），對於這兩種的處理分別是：
? 對於Pointer來說，當轉換成功時，成功的返回派生類對象的指針，當發生轉化錯誤時候，返回0（也就是NULL）；
? 對於reference來說，當轉換成功時，成功的返回派生類對象，當發生轉化錯誤時候，拋出一個bad_cast exception（爲什麼不是0？很簡單，對於reference，0會被轉換成臨時對象，然後reference到這個臨時對象）。