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[你必须知道的.NET] 第十五回:继承本质论

作者: Anytao  来源: 博客园  发布时间: 2008-09-12 14:34  阅读: 4539 次  推荐: 2   原文链接   [收藏]  
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[你必须知道的.NET] 开篇有益

[你必须知道的.NET] 第一回:恩怨情仇:is和as

[你必须知道的.NET] 第二回:对抽象编程:接口和抽象类

[你必须知道的.NET] 第三回:历史纠葛:特性和属性

[你必须知道的.NET] 第四回:后来居上:class和struct

[你必须知道的.NET] 第五回:深入浅出关键字---把new说透

[你必须知道的.NET] 第六回:深入浅出关键字---base和this

[你必须知道的.NET] 第七回:品味类型---从通用类型系统开始

[你必须知道的.NET] 第八回:品味类型---值类型与引用类型(上)-内存有理

[你必须知道的.NET] 第九回:品味类型---值类型与引用类型(中)-规则无边

[你必须知道的.NET] 第十回:品味类型---值类型与引用类型(下)-应用征途

[你必须知道的.NET] 第十一回:参数之惑---传递的艺术(上)

[你必须知道的.NET] 第十二回:参数之惑---传递的艺术(下)

[你必须知道的.NET] 第十三回:从Hello, world开始认识IL

[你必须知道的.NET] 第十四回:认识IL代码---从开始到现在

[你必须知道的.NET] 第十五回:继承本质论

[你必须知道的.NET] 第十六回:深入浅出关键字---using全接触

[你必须知道的.NET] 第十七回:貌合神离:覆写和重载

[你必须知道的.NET] 第十八回:对象创建始末(上)

[你必须知道的.NET] 第十九回:对象创建始末(下)

[你必须知道的.NET]第二十回:学习方法论

[你必须知道的.NET]第二十一回:认识全面的null

[你必须知道的.NET]第二十二回:字符串驻留(上)---带着问题思考

[你必须知道的.NET]第三十二回,深入.NET 4.0之,Tuple一二


  本文将介绍以下内容:

  • 什么是继承?

  • 继承的实现本质

  1. 引言

  关于继承,你是否驾熟就轻,关于继承,你是否了如指掌。

  本文不讨论继承的基本概念,我们回归本质,从编译器运行的角度来揭示.NET继承中的运行本源,来发现子类对象是如何实现了对父类成员与方法的继承,以最为简陋的示例来揭示继承的实质,阐述继承机制是如何被执行的,这对于更好的理解继承,是必要且必然的。

  2. 分析

  下面首先以一个简单的动物继承体系为例,来进行说明:

Code

  然后,在测试类中创建各个类对象,由于Animal为抽象类,我们只创建Bird对象和Chicken对象。

 

 

Code

 

  下面我们从编译角度对这一简单的继承示例进行深入分析,从而了解.NET内部是如何实现我们强调的继承机制。

  (1)我们简要的分析一下对象的创建过程:

 


Bird animal = new Bird();

 

  Bird bird创建的是一个Bird类型的引用,而new Bird()完成的是创建Bird对象,分配内存空间和初始化操作,然后将这个对象赋给bird引用,也就是建立bird引用与Bird对象的关联。

  (2)我们从继承的角度来分析在编译器编译期是如何执行对象的创建过程,因为继承的本质就体现于对象的创建过程。

  在此我们以Chicken对象的创建为例,首先是字段,对象一经创建,会首先找到其父类Bird,并为其字段分配存储空间,而Bird也会继续找到其父类Animal,为其分配存储空间,依次类推直到递归结束,也就是完成System.Object内存分配为止。我们可以在编译器中单步执行的方法来大致了解其分配的过程和顺序,因此,对象的创建过程是按照顺序完成了对整个父类及其本身字段的内存创建,并且字段的存储顺序是由上到下排列,object类的字段排在最前面,其原因是如果父类和子类出现了同名字段,则在子类对象创建时,编译器会自动认为这是两个不同的字段而加以区别。

  然后,是方法表的创建,必须明确的一点是方法表的创建是类第一次加载到CLR时完成的,在对象创建时只是将其附加成员TypeHandle指向方法列表在Loader Heap上的地址,将对象与其动态方法列表相关联起来,因此方法表是先于对象而存在的。类似于字段的创建过程,方法表的创建也是父类在先子类在后,原因是显而易见的,类Chicken生成方法列表时,首先将Bird的所有方法拷贝一份,然后和Chicken本身的方法列表做以对比,如果有覆写的虚方法则以子类方法覆盖同名的父类方法,同时添加子类的新方法,从而创建完成Chicken的方法列表。这种创建过程也是逐层递归到Object类,并且方法列表中也是按照顺序排列的,父类在前子类在后,其原因和字段大同小异,留待读者自己体味。

  结合我们的分析过程,现在将对象创建的过程以简单的图例来揭示其在内存中的分配情形,如下:

  

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