# C 与 C++ 代码生成
### Reference 与 Pointer
#### Swap Example
**C code generation**
```c
void foo() {
int x;
int y;
x = 11;
y = 17;
swap(&x, &y);
}
void swap (int *ap, int *bp) {
int temp = *ap;
*bp = *ap;
*ap = temp;
}
```
* 调用 foo
foo 函数执行时，运行时中的函数栈如下图所示：
saved pc 中保存着 foo 执行完成后返回的地址。前三行初始化 foo 函数的局部变量，中间省略调用 swap 函数的过程，在最后一行回收局部变量，sp 重新指向 saved pc 然后回到调用地址。
* 调用 swap
swap 函数执行时，运行时中的函数栈如下图所示：
在调用 swap 函数之前，初始化 swap 函数的参数 ap 和 bp，然后才开始调用 swap，中间省略 swap 函数执行的过程，在最后一行回收局部变量，sp 重新指向 saved pc 然后回到调用地址。
* 执行 swap
swap 函数执行，首先分配局部变量 temp，完成交换功能后，回收局部变量 temp 并回到 saved pc 所指的调用地址。
**C++ code generation**
```c
void swap(int& a, int& b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
```
实际上，c++ swap 编译后的结果和 C 代码编译后的结果完全一致。只是 C++ 在编译过程中，识别了 reference 语法，完成相应的代码转换，使得最终代码与 C 版本代码生成的结果一致。
#### Simpler Example
**c code**
```c
int x = 17;
int y = x;
int *z = &y;
```
**c++ code**
```c
int x = 17;
int y = x;
int& z = y;
```
二者编译后的结果是一样的，三个变量的关系如下图所示：值得一提的是，reference 和 pointer 的区别在于，**reference 一旦绑定，就无法更改**。如本例所示，在 c++ 代码中，一旦 z 指向 y，z将无法被修改；而在 c 代码中，指针可以重新赋值。
### c++ Class
**c++ code**
```c
class binky {
public:
int dunky(int x, int y);
char * minky(int *z) {
int w = *z;
return slinky + dunky(winkey, winkey);
// return this.slinky + this.dunky(this.winkey, this.winkey);
}
private:
int winky;
char *blinky;
char slinky[8];
}
int n = 17;
binky b;
b.minky(&n); // binky::minky(&b, &n);
```
class instance 在调用 instance method 的时候，会自动将实例的指针作为第 1 个参数传给 instance method，既 b.minky(\&n) 实际调用过程是 binky::minky(\&b, \&n), 其运行时的函数栈如下图所示：
> c code 和 c++ code 只是在 assembly code 上加的一层语法。一旦 c 和 c++ 编译成 assembly，所有高级语言的概念如 class、reference、pointer、template 都将消失。
#### 参考资料
* [Stanford CS107: lecture 11](https://www.youtube.com/watch?v=DwTXMjVkIUY\&t=1200s\&list=PL9D558D49CA734A02\&index=11)