类和对象、包

2023-11-16 13:09:22

面向对象编程的三要素：封装（encapsulation）、继承（inheritance）、多态（polymorphism）

类与结构体异同

类的定义的核心是属性声明（property declaration）和方法定义（method definition），所以类是数据和方法的自洽体（self-compatible），即可以保存数据和处理数据，与结构体的重要区别
两者都可以定义数据成员
类变量在声明后，需要构造（construction）才会构建对象（object）实体，而struct在变量声明时已经开辟内存

类与模块的异同

从数据和方法定义看，都可以作为封闭容器来定义和存储
例化，模块必须在仿真一开始就确定是否应该被例化，可通过generate来实现设计结构的变化；对于类而言，可以在仿真的任何时候被构造（开辟内存）创建新的对象。硬件部分必须在仿真一开始就确定下来，即module和其内部过程块、变量都应该是静态的（static）；而软件部分，即类的部分可以在仿真任何阶段声明并动态创建出新的对象
封装性，模块变量和方法对外部公共（public）开放，而类根据需要确定访问的权限是默认的公共类型或者保护类型（protected）还是私有类型（local）。
继承性，模块没有继承性可言，无法在原有基础进行新的拓展，唯一可支持的方式恐怕是简单的拷贝和在拷贝的module上修改。而继承性是类的一大特点。

class不能出现initial和always（行为级建模基本语句），变量默认为var，不能定义为硬件里的reg或wire；module里再initial和always里（过程块）调用方法；class通过方法嵌套方法

handle句柄（指针）：用来指向对象的指针

任何类都需要new函数，创建对象会开辟新的内存空间，用来存放新的成员变量和方法。构建函数new（）是系统预定义函数，不需要指定返回值，函数会隐式地返回例化后的对象指针，会自动创建空的new函数。
new函数三个部分：系统会通过new函数开辟空间；进入new函数进行初始化，返回句柄。
子类定义new函数时，应该首先调用父类的new函数，若父类new函数没有参数，子类也可以省略该调用，而系统编译时会自动添加super.new()

例化新对象后，句柄指向最后一个对象

注意：对象在域中会根据其为static、automatic进行销毁，如句柄声明其为动态，过程块外对象就会销毁（某个句柄多次使用时注意受其生命周期的影响）

与硬件域如module，interface不同的是，class中声明的变量默认类型为动态变量，即其生命周期在仿真开始后的某时间点开始到某时间点结束。class中的方法默认也是动态方法。若使用static声明其为静态，则其生命周期开始于编译阶段，贯穿于整个仿真（静态指编译的时候就有位置，可以不通过对象引用）类中声明了变量，可以直接引用变量class：：var，或者通过例化对象引用object.var

静态方法内可以声明并使用动态变量，但不能使用类的动态成员变量。因为在调用静态方法时，可能并没有创建具体的对象，也因此没有为动态成员变量开辟空间，因此在静态方法中使用类的动态成员变量是禁止，可能会找出内存泄漏，但是静态方法可以使用类的静态变量，因为静态方法同静态变量一样在编译阶段就已经分配好了内存空间。

封装：将属性和方法封装在内部，通过local和protected设置外部访问权限

继承：继承包括了继承父类的成员变量和成员方法

比如local：外部句柄无法调用使用了local声明的变量，会报错，而通过方法调用则不会报错

ck.get_clock();  //调用内部方法，可返回变量
ck.clock;        //报错

this：表明所调用的成员是当前类的成员，而非同名的局部变量或者形式参数

super：继承父类

virtual function void calc_crc;
   super.calc_cac();          //注意super的使用方式

对象创建初始化顺序

子类实例对象在初始化时首先调用父类的构造函数（new函数）
当父类构造函数完成时，会将子类实例对象中各个成员变量按照定义时显示的默认值初始化，如果没有默认值则不被初始化
当成员变量默认值赋予后（声明的同时赋值），才会最后进入用户定义的new函数中执行剩余的初始化代码

成员覆盖

子类句柄指向子类对象（可以访问全局变量），优先访问子类对象；子类句柄赋值给父类句柄后，父类句柄指向之类对象，但只能访问属于其类型的变量和方法
Sv里用$cast(子类，父类)对父类句柄转为子类句柄作检查
默认情况下，没有super或者this来指示作用域，则按照由近到远的原则来引用变量

句柄的使用

句柄可以作为形式参数通过方法来完成对象指针的传递，从外部传入方法内部
句柄可以在方法内部首先完成修改，再由外部完成使用
程序执行时，可以在任何时刻为句柄创建新的对象，并将新的指针赋值给句柄

最终报错

task generate trans();
  Transaction t;               //声明句柄
  Transaction fifo[$];        //声明储放句柄的队列，存放的是句柄，不是对象
  t=new();                    //创建对象，   注意，整个代码块只有一个对象
  for (int i=0;i<3;i++) begin
    t.addr=i<<2;
    fifo.push_back(t);          //为什么说有三个句柄？若要存放三个对象，将其new放在for循环里即可
  end                             因为t.addr改变，所以才会说三个句柄  
  t.fifo.pop_front();          //t.addr结果
endtask                        //储存的是句柄，但三个句柄指向一个对象，三个值都为t,结果由最后一次 
                                 赋值决定

包的使用

将不同模块的类定义归整到不同package。通过package实现在多个module、interface和program之*享parameter、data、type、task、function、class。意义在于将软件（类、类型、方法等）封装在不同的命名空间中，以此来与全局命名空间进行隔离。package里无法定义module、interface、program等硬件相关部分，可以定义类、静态方法和静态变量。类封装在包中，不应该在其他地方编译。没有介绍软件之前，硬件（module、interface、program）都会编译到库中。

'include "stimulator.sv" include属于纯文本替换；注意编译顺序来放置’include

`include将文件中所有文本原样插入包含的文件中。这是一个预处理语句，`include在import之前执行。他的主要作用就是在package中平铺其他文件，从而在编译时能够将多个文件中定义的类置于这个包中，形成一种逻辑上的包含关系。import不会复制文本内容。但是import可package中内容引入import语句所在的作用域，以帮助编译器能够识别被引用的类，并共享数据。
library是编译的产物，既可以容纳硬件类型，也可以容纳软件类型。从worklibrary里能找到各个package，无法直接找到package中的模块；而mcdt则可以直接从library中索引得到，不用import mcdt。

package是将命名空间分隔开来，使用不同package中的同名类，只需注明使用哪个package。但内部定义的类也应该尽可能独一无二。如加上前缀。

如: regs_pkg::monitor mon1=new(); arb_pkg::monitor mon2=new(); （域的索引）

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