赋值运算，拷贝运算，运算符重载，函数调用入栈，寄存器

时间：2014-12-20 15:33:02 收藏：0 阅读：364

赋值运算与拷贝运算的区别

如果对象在申明之后进行赋值运算，我们称之为赋值运算。例如：
class1 A("af"); class1 B;
B=A;
此时实际调用的类的缺省赋值函数B.operator=(A);

如果对象在申明的同时马上进行初始化操作，则称之为拷贝运算。例如：
class1 A("af"); class1 B=A;
此时其实际调用的是B(A)这样的浅拷贝操作。

C++与C#对象的内存分配方式的不同

在C++中，对象的实例在编译的时候，就需要为其分配内存大小，因此，系统都是在stack上为其分配内存的。

在C#中，所有类都是reference type,要创建类的实体，必须通过new在heap上为其分配空间，同时返回在stack上指向其地址的reference.

C++中赋值操作的内存情况

class A
{
public:
    A()
    {
    }
    A(int id,char *t_name)
    {
    _id=id;
    name=new char[strlen(t_name)+1];
    strcpy(name,t_name);
    }
    private:
        char *username;
        int _id;
}

int main()
{
A a(1,"herengang");
A b;
b=a;
}

b=a执行的是缺省的赋值运算。所谓缺省的赋值运算，是指对象中的所有位于stack中的域，进行相应的复制。但是，如果对象有位于heap上的域的话，其不会为拷贝对象分配heap上的空间，而只是指向相同的heap上的同一个地址。
执行b=a这样的缺省的赋值运算后，其内存分配如下

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因此，对于缺省的赋值运算，如果对象域内没有heap上的空间，其不会产生任何问题。但是，如果对象域内需要申请heap上的空间，那么在析构对象的时候，就会连续两次释放heap上的同一块内存区域，从而导致异常。

解决办法--重载（overload)赋值运算符

class A
{
public:

    A()
    {
    }
    A(int id,char *t_name)
    {
        _id=id;
        name=new char[strlen(t_name)+1];
        strcpy(name,t_name);
    }
    
    A& operator =(A& a)
//注意：此处一定要返回对象的引用，否则返回后其值立即消失！
    {
            if(name!=NULL)
                delete name;
        this->_id=a._id;
        int len=strlen(a.name);
        name=new char[len+1];
        strcpy(name,a.name);
        return *this;
    }

    ~A()
    {
        cout<<"~destructor"<<endl;
        delete name;
    }

    int _id;
    char *name;
};

int main()
{
 A a(1,"herengang");
 A b;
 b=a;
}

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如何重载赋值运算符

法I：返回类对象的引用

A& A::operaton=(A &a)
{
        if(this==&a)//  考虑a=a这样的操作。
            return *this;
        if(username!=NULL) //释放自身的堆空间
            delete username;
        _id=a._id;
        username=new char[strlen(a.username)+1];
        if(username!=NULL)
            strcpy(username,a.usernam);
        return *this;    
}

其过程如下：
1 释放掉目标对象原来占有的堆空间
2 申请一块新的堆内存
3 将源对象的堆内存的值深度拷贝给新的堆内存
4 返回目标对象的引用
5 结束。

法II：返回类对象本身

其过程是这样的：
1 释放目标对象原来的堆资源
                       2 重新申请堆空间
                       3 拷贝源的值到目标对象的堆空间
                       4 调用临时对象拷贝构造函数创建临时对象，将临时对象返回（因为函数返回时，会清空栈，在栈中的目标对象也会被清，所以需要临时对象）
                       5.临时对象结束，调用临时对象析构函数，释放临时对象堆内存
如果第4步，我们没有overload 拷贝函数，也就是没有进行深拷贝。那么在进行第5步释放临时对象的heap 空间时，将释放掉的是和目标对象同一块的heap空间。这样当目标对象B作用域结束调用析构函数时，就会产生错误！
因此，如果赋值运算符返回的是类对象本身，那么一定要overload 类的拷贝函数（进行深拷贝）！

法III：返回void

如果这样的话，他将不支持客户代买中的链式赋值，例如a=b=c will be prohibited!

拷贝构造函数

赋值函数最好是对象的引用，而拷贝函数不需要返回任何。

同时，赋值函数首先要释放掉对象自身的堆空间，然后进行其他的operation。而拷贝函数不需要如此，因为对象此时还没有分配堆空间。

A::A(A &a)
{

    int len=strlen(a.m_username);
    this->m_username=new char[len+2];
    strcpy(m_username,a.m_username);
    strcat(m_username,"f");
    printf("\ndeep copy function");
}

运算符的重载

返回对象本身。因为如果返回引用，会导致擦操作数被意外修改，比如a+b=c，会将c赋给a

class Complex //复数类
{
private://私有
double real;//实数
double imag;//虚数
public:
        Complex(double real=0,double imag=0)
        {
this->real=real;
this->imag=imag;
        }
        Complex operator+(int x);
};

Complex Complex::operator+(int x)
{
return Complex(real+x,imag);
}

int main()
{
    Complex com1(5,10),total;
    total=com1+5;

return0;
}

函数调用时的入栈情况

当调用(call)一个函数时，主调函数将声明中的参数表以逆序压栈，然后将当前的代码执行指针(eip)压栈，跳转到被调函数的入口点。

VarType Func (Arg1, Arg2, Arg3, ... ArgN) 
{ 
    VarType Var1, Var2, Var3, ...VarN;
    //... 
    return VarN; 
}

假设sizeof(VarType) = 4(DWORD), 则一次函数调用汇编代码示例为:

调用方代码:

push ArgN ; 依次逆序压入调用参数
push ...
push Arg1
call Func_Address ; 压入当前EIP后跳转（EIP：指令寄存器，extended instruction pointer，指向下一条等待执行的指令地址）

跳转至被调方代码:

push ebp ; 备份调用方EBP指针（EBP：基址指针，base pointer，指向系统栈最上面一个栈帧的底部）
mov ebp, esp ; 建立被调方栈底（ESP：堆栈指针，stack pointer，指向系统栈最上面一个栈帧的栈顶）
sub esp, N * 4; 为局部变量分配空间（栈是从高地址向低地址拓展，即栈顶在低地址处）

内存低地址 | ESP - - - - - - - - - - - - - - - - EBP - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - >| 内存高地址

mov dword ptr[esp - 4 * 1 ], 0 ; 初始化各个局部变量 = 0 这里假定VarType不是类
mov dword ptr[esp - 4 * ... ], 0
mov dword ptr[esp - 4 * N ], 0
. . . . . . ; 这里执行一些函数功能语句(比如将第N个参数[ebp + N * 4]存入局部变量), 功能完成后将函数返回值存至eax
add esp, N * 4 ; 销毁局部变量
mov esp, ebp ; 恢复主调方栈顶
pop ebp ; 恢复主调方栈底
ret ; 弹出EIP 返回主调方代码

接上面调用方代码:
add esp, N * 4 ; 释放参数空间, 恢复调用前的栈
mov dword ptr[ebp - 4], eax ; 将返回值保存进调用方的某个VarType型局部变量

（eax：4个字节；AX：eax的低2个字节；AH：AX的高字节；AL：AX的低字节）

8086中的寄存器

AX，可存放一般数据，而且可作为累加器使用；
BX，可存放一般数据，而且可用来存放数据的指针（偏移地址），常常和DS寄存器连用；
CX，可存放一般数据，而且可用来做计数器，常常将循环次数用它来存放；
DX，可存放一般数据，而且可用来存放乘法运算产生的部分积，或用来存放输入输出的端口地址（指针）；
SP，用于寻址一个称为堆栈的存储区，通过它来访问堆栈数据；
BP，可存放一般数据，用来存放访问堆栈段的一个数据区，作为基地址；
SI，可存放一般数据，还可用于串操作中，存放源地址，对一串数据访问；
DI，可存放一般数据，还可用于串操作中，存放目的地址，对一串数据访问；
IP，用于寻址当前需要取出的指令字节，程序员不能对它直接操作；
FLAGS，用于指示微处理器的状态并控制它的操作；
CS，代码段寄存器，代码段是一个存储区域，存放的是CPU要使用的代码，CS存放代码段的段基地址；
DS，数据段寄存器，数据段是包含程序使用的大部分数据的存储区，DS中存放数据段的段基地址；
ES，附加段寄存器，附加段是为某些串操作指令存放目的操作数而附近的一个数据段，ES中存放该数据段的段基地址；
SS，堆栈段寄存器，堆栈段是内存中一个特殊的存储区，用于暂时存放程序运行时所需的数据或地址信息。SS中存放该存储区的段基地址。

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