Back to Basics: The Abstract Machine

《Back to Basics: The Abstract Machine》摘要 本文主要围绕C++抽象机器（Abstract Machine）的定义、结构和特性进行了详细阐述，以下是核心内容的总结： 1. **抽象机器的定义与作用** 抽象机器是介于高级编程语言和硬件之间的中间层，通过提供一种适用于源语言的指令集，实现程序的逐步执行。其目标是桥接高级语言的抽象性和低级硬件的具体性，为编译提供中间阶段。 2. **C++抽象机器的定义** - C++抽象机器在C++标准中被详细定义，其中一些行为被归类为： - **未定义（Undefined）**：这种行为没有任何要求，程序可以出现任意后果（如尝试修改const对象）。 - **未指定（Unspecified）**：允许多种可能的实现方式，但仍需符合规范。 - **实现定义（Implementation-defined）**：行为由编译器或环境决定，且需在文档中明确说明。 3. **抽象机器的结构与关键组件** - **对象**：程序中操作的核心单元，具有大小、对齐、存储时期、生命周期、类型、值等属性。对象可能共享内存地址或不占用内存地址（受“尽如其性”规则影响）。 - **指针**：代表内存地址，用于操作对象。 4. **抽象机器的特性** - **实现定义**：行为可能因编译器或环境而异。 - **非确定性**：同一程序在不同执行路径中可能产生不同结果。 - **未定义行为**：未定义操作对程序的行为无约束。 5. **工具与实现** 编译器和链接器等工具将程序验证为符合抽象机器的要求，并生成可执行代码。实现需模拟抽象机器的可观察行为，而对非观测性副作用的处理可自由选择忽略。 总结：C++抽象机器是语言规范的核心，它通过定义程序的执行模型，为实现和程序行为提供了理论框架，同时为编译器和环境的多样性留有空间。理解抽象机器对于深入掌握C++的行为和编写可靠代码至关重要。