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C++愤恨者札记1——类对象作为函数参数的数据传递过程

 
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C++愤恨者札记1——类对象作为函数参数的数据传递过程
C++繁杂的机制,加上枯燥的教科书,再加上无法回避地要使用它,注定要造就一批C++愤恨者。本文作为C++愤恨者札记系列第一篇,从汇编角度,观察类对象作为函数参数时的数据传递过程。
若没有特殊说明,编译器使用的是VC++,反汇编使用的是Windbg.下面是它们的版本号:
Microsoft (R) 32-bit C/C++ Optimizing Compiler Version 15.00.30729.01 for 80x86

Microsoft (R) Windows Debugger Version 6.11.0001.404 X86

测试代码如下:
class Node
{
public:
	Node(){}
	//Node(Node& n);
	int data1;
	int data2;
	int data3;
	int data4;
	int data5;
	int data6;
	int data7;
};

//Node::Node(Node &n)
//{
//}

void Fn( int a, Node n, int  b )
{
	n.data1 = 100;
	n.data2 = 100;
	a = 100;
	b = 10;
}

void main()
{
	Node n;
	Fn(1, n, 2);
}

--------------------------------------------------
未使用拷贝构造函数时,调用Fn的反汇编代码:

00fa1421 6a02            push    2		;第三个参数入栈

00fa1423 83ec1c          sub     esp,1Ch	;为Node n分配栈内存, 注意,构造函数Node(),并没调用

00fa1426 b907000000      mov     ecx,7		;rep循环次数
00fa142b 8d75e0          lea     esi,[ebp-20h]	;Node n地址
00fa142e 8bfc            mov     edi,esp	;栈空间地址
00fa1430 f3a5            rep movs dword ptr es:[edi],dword ptr [esi]	;把n内容拷贝到栈空间上
									;A5 MOVS m32, m32 Move doubleword 
									;at address DS:(E)SI to address ES:(E)DI

00fa1432 6a01            push    1		;第一个参数入栈

00fa1434 e8a2fdffff      call    hello!ILT+470(?FnYAXHVNodeHZ) (00fa11db)

00fa1439 83c424          add     esp,24h	;恢复栈平衡,4+1CH+4=24H

类对象参数位于栈上,是通过sub esp size来分配的。数据是通过内存拷贝来初始化。

--------------------------------------------------
使用拷贝构造函数时,即上面代码把注释去掉,调用Fn的反汇编代码:
01002406 6a02            push    2		;第三个参数入栈

01002408 83ec1c          sub     esp,1Ch	;开辟栈空间

0100240b 8bcc            mov     ecx,esp	;栈内存首址保存在ecx中,拷贝构造函数的this指针
0100240d 8d45e0          lea     eax,[ebp-20h]	;实参地址
01002410 50              push    eax		;作为拷贝构造函数的参数
01002411 e8d4edffff      call    hello!ILT+485(??0NodeQAEAAV0Z) (010011ea)	;拷贝构造函数,替换了rep movs内存拷贝

01002416 6a01            push    1		;第一个参数入栈
01002418 e8beedffff      call    hello!ILT+470(?FnYAXHVNodeHZ) (010011db)
0100241d 83c424          add     esp,24h	;恢复栈平衡

类参数仍然位于栈上,也是通过sub esp size来分配的。数据是通过拷贝构造函数初始化的,C++的机制就是繁多--||。

--------------------------------------------------
下面是Fn的反汇编结果,它可不管Node n是怎么初始化的,只要把它在栈上的位置找到就OK啦。

hello!Fn:
00a41a60 55              push    ebp	                     | old ebp     |  ebp
00a41a61 8bec            mov     ebp,esp                     |-------------|
                                                             | ret address |  ebp+4
00a41a63 81ecc0000000    sub     esp,0C0h                    |-------------|
                                                             | int a       |  ebp+8
00a41a69 53              push    ebx                         |-------------|
00a41a6a 56              push    esi                         | Node n      |  ebp+0CH
00a41a6b 57              push    edi                         |-------------|
                                                             | int b       |  ebp+28H
00a41a6c 8dbd40ffffff    lea     edi,[ebp-0C0h]
00a41a72 b930000000      mov     ecx,30h
00a41a77 b8cccccccc      mov     eax,0CCCCCCCCh
00a41a7c f3ab            rep stos dword ptr es:[edi]	;以是为局部变量空间初始化,debug版特有的

00a41a7e c7450c64000000  mov     dword ptr [ebp+0Ch],64h	;n.data1 = 100; 显示ebp+0Ch是参数n的起始地址
00a41a85 c7451064000000  mov     dword ptr [ebp+10h],64h	;n.data2 = 100;
00a41a8c c7450864000000  mov     dword ptr [ebp+8],64h		;a = 100;
00a41a93 c745280a000000  mov     dword ptr [ebp+28h],0Ah	;b = 10;

00a41a9a 5f              pop     edi
00a41a9b 5e              pop     esi
00a41a9c 5b              pop     ebx

00a41a9d 8be5            mov     esp,ebp
00a41a9f 5d              pop     ebp
00a41aa0 c3              ret

--------------------------------------------------
总结:
类对象做为函数参数时,是被存放在栈上的,不影响实参的数据。

若未重写拷贝构造函数,类的其它构造函数将不会被调用。形参的数据是通过内存拷贝传递的。若重写了,拷贝构造函数将会在初始化形参时被调用,不再进行内存拷贝工作。

补充1:
如果你手贱,添加了一个空的拷贝构造函数,那么默认的拷贝构造函数,即那个rep movs拷贝内存的,将会被抹死掉,你的参数将得不到初始化。下面的代码将得不到想要的结果。

#include <iostream>
using namespace std;

class Node
{
public:
	Node(){}
	Node(Node& n)
	{
		/*啥都不做*/
	}
	int data;
};

void ShowNodeData( Node n)
{
	cout << n.data << endl;
}

void main()
{
	Node n;
	n.data = 100;
	ShowNodeData(n);	//参数得不到初始化
}
	




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