C 与 C++ 代码生成

Reference 与 Pointer
Swap Example
C code generation
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：
Could not load image
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：
Could not load image
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
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
int x = 17;
int y = x;
int *z = &y;
c++ code
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。
Could not load image
c++ Class
c++ code
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：
Could not load image
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​

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