编译器：类实例化代码是如何编译的？答案

【问题标题】：Compiler: How is class instantiation code compiled?编译器：类实例化代码是如何编译的？
【发布时间】：2016-08-03 15:14:14
【问题描述】：

假设我们有（在 C++ 中）：MyClass* x = new MyClass(10)

谁能解释一下当编译器解析这个语句时“究竟”发生了什么？（我试着看了一下红龙书，但找不到有用的东西。

我想知道堆栈/堆或编译器的符号表中发生了什么。编译器如何跟踪x 变量的类型？稍后对 x->method1(1,2) 的调用将如何解析为 MyClass 中的适当方法（为简单起见，假设没有继承，MyClass 是我们拥有的唯一类）。

【问题讨论】：

请注意，Dragon Book 虽然深入研究了编译器，但并未考虑像现代 C++ 这样复杂的语言。特别是，由于模板编译 C++ 代码是图灵完备的。
然而，Dragon Book 对编译器阶段确实有很好的解释。您对“堆栈/堆或编译器符号表中发生的情况”的怀疑表明您不了解这些阶段。堆栈/堆在代码生成过程中被认为是相当晚的，而符号表几乎存在于第一阶段（C++ 有一个带有自己的符号表的预处理器，但这与显示的声明无关）

标签： c++ compiler-construction runtime interpreter jit

【解决方案1】：

MyClass* x 是指向MyClass 类型对象（实例）的指针的定义。该变量的内存是根据其定义的位置分配的：如果它是在方法中定义的，并且是局部变量，则使用堆栈。并且是存储地址的内存。

然后表达式new MyClass(10) 是一个命令，用于在堆中为对象（实例）本身分配内存，并将返回地址存储在x 中。为了填充新对象MyClass（设置其初始状态）的内存，特殊方法（至少一个）会自动执行-构造函数（或在某些情况下是几个）-在您的示例中接收值10。

因为 C++ 允许继承（这也是在创建实例时执行多个构造函数的原因），所以有一些机制可以确定应该准确调用哪个方法。您应该在某处阅读有关 Virtual method table 的信息。

在最简单的情况下（没有继承），变量x 的类型（指向MyClass 类型的对象的指针）提供有关对象结构的所有必要信息。因此，x->method1(1,2) 或(*x).method1(1,2) 提供成员method1 的调用，以使用参数1 和2（存储在堆栈中）以及形成对象状态的数据（存储在堆中）和可通过类的任何非静态成员中的this 指针获得。当然，方法本身并不存储在堆中。

更新：

你可以做例子来做同样的实验，比如：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class MyClass
{
private:
    int innerData;
    long long int lastValue;
public:
    MyClass() // default constructor
    {
        cout << "default constructor" << endl;
        innerData = 42;
        lastValue = 0;
    }
    MyClass(int data) // constructor with parameter
    {
        cout << "constructor with parameter" << endl;
        innerData = data;
        lastValue = 0;
    }
    int method1(int factor, int coefficient)
    {
        cout << "Address in this-pinter " << this << endl;
        cout << "Address of innerData " << &innerData << endl;
        cout << "Address of lastValue " << &lastValue << endl;
        cout << "Address of factor " << &factor << endl;
        lastValue = factor * innerData + coefficient;
        return lastValue;
    }
};

int main(void)
{
    MyClass* x = new MyClass(10);
    cout << "addres of object " << x << endl;
    cout << "addres of pointer " << &x << endl;
    cout << "size of object " << sizeof(MyClass) << endl;
    cout << "size of pointer " << sizeof(x) << endl;
    x->method1(1, 2);
}

【讨论】：

【解决方案2】：

C++ 确实有点讨厌，而且这已经在 C 中开始了。看看前 3 个标记：MyClass * x。编译器必须查找MyClass 以确定这不是乘法。既然是类型，也不应该去查找x，而是把x加到符号表就在那里（真的不能耽误）。在易于解析的语言的理想世界中，没有必要为每个解析的标记保持符号表的最新状态。

在x 的定义之后，= 发出初始化表达式的信号。这很容易解析：new 无疑是一个关键字，它不是一个展示位置 new 并且正在创建的类型就在那里。

【讨论】：