数字验证学习笔记——SystemVerilog芯片验证9 ——类和对象

一、类和对象的概述

对象编程语言更符合人对自然的理解。这个世界是由无数的类（class）和对象（object）构成的。类是将相同的个体抽象出来的描述方式，对象是实体，其具备有独立行为的能力，一个对象是万千世界中的“一粒沙”。具有相同属性和功能的对象属于同一类，而不同的类之间可能有联系或者没有联系。

面向对象编写三要素：封装、继承和多态。
类的定义核心即是属性声明和方法定义，所以类是数据和方法的自洽体，既可以保存数据也可以处理数据。struct只是 单纯的数据保存，没有数据处理的能力。

验证为什么需要面向对象的编程。
验证环境的不同组件其功能和所需要处理的数据内容是不相同的。
不同环境的同一类组件所具备的功能和数据内容是相似的。

第一个transaction事务类
//类是方法和数据的自洽体
class Transaction；
bit [31:0] addr,crc,data[8]; //类定义变量，是动态变量，是软件里面的变量
function void display;
$dispaly(“Transaction: %h”,addr);
endfuction : dispaly
function void clac_crc;
crc=addr^data.xor;
endfuction : clac_crc
endclass：Transaction

面向对象编程的概念要素

• class 类： 基本模块包含成员变量和方法。在Verilog中module也可以包含变量和方法，只不过它是硬件的盒子，而class是软件的盒子。
• object对象：类的实例。Verilog中module也可以例化，这是硬件的例化，在SV中可以使用class来例化，这是软件的例化。
• handle句柄（指针）：用来指向对象的指针。在verilog中，可以通过层次化的索引来找到结构中的设计实例（例如 A.B.sigX），而在SV的对象索引时，需要通过句柄来索引对象的变量和方法。
• Property属性（变量）：在类中声明存储数据的变量。在verilog中它可以时wire和reg类型。
• Method方法：类中可以使用task或者function来定义方法以便处理或者外部传入的数据。在verilog中可以在module定义task/function，也可以使用initial/always处理数据。

创建对象
Transaction tr； //声明句柄
tr = new（）； // 创建对象 类的实例 也可以 Transaction tr = new（）；

创建对象？它创建了什么呢？
开辟了新的内存空间，用来存放新的成员变量和方法

创建对象时，可以通过自定义构建函数new()来完成变量的初始化和其他操作。
class Transaction；
bit [31:0] addr,crc,data[8];
function new（）;
addr=3;
foreach（data（i)）
data(i) =5 ;
endfuction
endclass

构建函数new()时系统预定义函数，不需要指定返回值，函数会隐约地返回例化后的对象指针。

句柄的传递
Transaction t1，t2；//声明句柄t1、t2 悬空的句柄是空的
t1=new()； //例化对象，将其句柄赋予t1
t2=t1； // 将t1值赋予t2，即t1和t2指向同一个对象
t1=new()； //例化第二对象，将其句柄赋予t1

对象的销毁
当一个对象，在整个程序中没有一个地方再“需要”它时，它便会销毁。这里的需要指的是句柄指向该对象。

class word；
byte nb[];
function new（ int i）
nb=new[i]; //动态数组的赋值是new[]
endfuction
endclass

initial begin
word wd;
for(int i=1; i<=4 ; i++)
wd=new(i); //前3个对象没有句柄
end
为对象的例化开辟需要4byte

可以通过句柄来使用对象中的成员变量或者成员方法
Transaction t；// 声明句柄
t=new（）； //例化对象
t.addr=32’h42; //对象的成员变量赋初值
t.display();//调用对象成员的方法

静态变量
在class中声明的变量默认为动态变量，其生命周期始于对象创建，终于对象销毁。
使用static来声明class的变量，则为静态变量。静态变量的生命周期始于编译阶段，贯穿整个仿真阶段。
如果在类中声明了静态变量，那么可以直接引用该变量class::var。类中的静态变量声明之后，无论例化多少个对象，
只可以共享一个同名的静态变量，因此静态变量在使用时需要注意共享资源的保护。
class Transaction；
static int count=0；
int id；
function new（）；
id=count++；
endfuction
endclass

Transaction t1，t2；
initial begin
t1=new（）；// id=0 count=1
t2=new（）；// id=1 count=2
$dispaly(" Second id=%d ，count=%d “, t2.id, Transaction :: count); // id=1 count=2
end
静态方法
class 定义的方法默认为是动态方法，可以通过添加关键词static变为静态方法。
静态方法禁止使用类的动态变量。
class Transaction；
static Config cfg；
static int count = 0 ；
int id；
//通过静态方法调用静态变量
static function void display_statics();
$dispaly(” Transaction Cfg.mode =%s，count=%d ",cfg.mode.name(),count);
endfunction
endclass