Windows设备驱动程序设计解析
设备驱动程序
驱动程序驱动程序一般指的是设备驱动程序（Device Driver），是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序。
相当于硬件的接口，操作系统只有通过这个接口，才能控制硬件设备的工作，假如某设备的驱动程序未能正确安装，便不能正常工作。
因此，驱动程序被比作“硬件的灵魂”、“硬件的主宰”、和“硬件和系统之间的桥梁”等。
中文名驱动程序外文名Device Driver全称设备驱动程序性质可使计算机和设备通信的特殊程序目录1定义2作用3界定▪正式版▪认证版▪第三方▪修改版▪测试版4驱动程序的开发▪微软平台▪Unix平台5安装顺序6inf文件1定义驱动程序（Device Driver）全称为“设备驱动程序”，是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序，可以说相当于硬件的接口，操作系统只能通过这个接口，才能控制硬件设备的工作，假如某设备的驱动程序未能正确安装，便不能正常工作。
惠普显卡驱动安装正因为这个原因，驱动程序在系统中的所占的地位十分重要，一般当操作系统安装完毕后，首要的便是安装硬件设备的驱动程序。
不过，大多数情况下，我们并不需要安装所有硬件设备的驱动程序，例如硬盘、显示器、光驱等就不需要安装驱动程序，而显卡、声卡、扫描仪、摄像头、Modem等就需要安装驱动程序。
另外，不同版本的操作系统对硬件设备的支持也是不同的，一般情况下版本越高所支持的硬件设备也越多，例如笔者使用了Windows XP，装好系统后一个驱动程序也不用安装。
设备驱动程序用来将硬件本身的功能告诉操作系统，完成硬件设备电子信号与操作系统及软件的高级编程语言之间的互相翻译。
当操作系统需要使用某个硬件时，比如：让声卡播放音乐，它会先发送相应指令到声卡驱动程序，声卡驱动程序接收到后，马上将其翻译成声卡才能听懂的电子信号命令，从而让声卡播放音乐。
所以简单的说，驱动程序提供了硬件到操作系统的一个接口以及协调二者之间的关系，而因为驱动程序有如此重要的作用，所以人们都称“驱动程序是硬件的灵魂”、“硬件的主宰”，同时驱动程序也被形象的称为“硬件和系统之间的桥梁”。
Windows CE驱动程序
Windows CE驱动程序模型 CE驱动程程序模型
在Windows CE下，所有的驱动程序都以用户态下的 CE下 所有的驱动程序都以用户态 用户态下的 DLL文件形式存在。 DLL文件形式存在。 文件形式存在
编写Windows CE驱动程序用到的方法及工具与编写其 编写Windows CE驱动程序用到的方法及工具与编写其 他任何一个普通的DLL一样 一样。 他任何一个普通的DLL一样。
给操作系统和驱动程序带来了很大的灵活性。 给操作系统和驱动程序带来了很大的灵活性。操作系统 可在运行时动态地加载所需要的驱动程序， 可在运行时动态地加载所需要的驱动程序，可轻松实现外 设的即插即用 即插即用(Plug Play)。 设的即插即用(Plug & Play)。 驱动程序放在用户态而不是核心态来实现， 驱动程序放在用户态而不是核心态来实现，也增强了系 统的稳定性。驱动程序的崩溃不会影响到操作系统内核。 统的稳定性。驱动程序的崩溃不会影响到操作系统内核。 驱动程序放在用户态下可给驱动开发人员提供便利。 驱动程序放在用户态下可给驱动开发人员提供便利。
Device.exe 又称做设备管理器。负责加载和管理 又称做设备管理器。 Windows CE下绝大多数的设备驱动程序。 CE下绝大多数的设备驱动程序 下绝大多数的设备驱动程序。 GWES.exe负责加载一些与图形界面相关的 设备驱动。 GWES.exe负责加载一些与图形界面相关的I/O设备驱动。 负责加载一些与图形界面相关的I/O设备驱动 FileSys.exe在系统中负责管理 FileSys.exe在系统中负责管理Windows CE中的对象存 在系统中负责管理Windows CE中的对象存 储和文件系统。负责加载所有的文件系统驱动程序。 储和文件系统。负责加载所有的文件系统驱动程序。
windows nt环境下fddi网卡驱动程序设计 2
windows nt环境下fddi网卡驱动程序设计2windows nt环境下fddi网卡驱动程序设计 2总体结构介绍第一节windowsnt网络结构§网络体系结构windowsnt的网络体系结构是基于国际标准化制定的标准模型──开放式系统互连参考模型分层建立的，这种方式有利于随时扩展其它功能和服务。
windowsnt网络模型开始于mac子层，网卡驱动程序就驻留在其中。
它通过相关的网卡把windowsnt与网络连接起来，图中的多个网卡表明在一台运行windowsnt的计算机上能使用多种网卡。
这一网络体系结构包括两个重要接口──ndis接口与传输驱动程序接口。
这两个接口把两个层隔离开来，办法是相邻的部件只允许按单一的标准来写，不允许多重标准。
例如一个网卡驱动程序就不需要特地按每个传输协议来写它的代码块，恰恰相反，该驱动程序是写给ndis接口的，它通过符合ndis 的相应传输协议来请求服务。
这些接口包含在windowsnt的网络体系结构中，以容纳可移植、可互换的模块。
在两个接口之间，是传输协议。
它在网络中起着组织者的作用。
一个传输协议规定了数据以何种方式呈递给下一个接收层，以及如何对数据相应地进行打包。
它通过ndis把数据传给网卡驱动程序，并通过tdi把数据传给转发程序tdi之上是转发程序，它把本地的网络资源申请转送给网络。
为了能和其他厂商的网络互连，windowsnt允许有多个转发程序。
对于每一个转发程序windowsnt计算机必须也有一个相应的供应者。
多供应者路由选择程序决定适当的供应者，然后借助于供应者，对应用请求到相应的转发程序做出选择。
§网络驱动程序windowsnt支持两种类型的网络驱动程序传输驱动程序实现数据链路层中的逻辑链路控制子层协议和传输层协议。
向下与ndis接口，向上与tdi接口。
网卡驱动程序实现对物理层的管理和数据链路层中介质访问控制子层协议，通过ndis向下管理物理网卡，向上与传输驱动程序通信。
基于WinDriver的CPCI板卡Windows驱动程序设计
基于WinDriver的CPCI板卡Windows驱动程序设计作者：先登飞来源：《现代电子技术》2013年第18期摘要：为了实现在主控计算机和信号处理板之间快速通信，采用了CPCI并行总线技术。
为简化开发难度，信号处理板采用内嵌PCI模块的DSP6416数字信号处理芯片实现通信和控制功能，软件开发环境基于VC++6.0，利用WinDriver工具开发了Windows下以DLL形式封装的CPCI驱动程序。
通过实际使用验证，该驱动程序运行稳定可靠，实现了主控计算机对信号处理板的实时控制和信号处理板中结果数据向主控计算机实时上报功能。
关键词： WinDriver； Windows驱动程序； CPCI总线； VC++6.0中图分类号： TN964⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）18⁃0051⁃040 引言外围设备互联（PCI）总线是一种先进的高性能局部总线，可同时支持多组外围设备[1]。
CPCI总线应用于工业和嵌入式领域，其规范改进自PCI规范，CPCI规范在电气方面兼容PCI 规范，只是在封装结构上进行了加强，CPCI板的封装结构基于IEC 60297⁃3，IEC 60297⁃4以及IEEE 1101.10定义的欧式板卡外形[2]。
既然电气特性上兼容PCI规范，因此CPCI驱动程序的设计本质就是PCI驱动程序设计。
当前Windows环境下用于PCI设备驱动开发的工具主要是DDK，DriverStudio以及WinDriver。
前两者功能强大，但是开发者需要熟知操作系统的体系结构、汇编语言和设备驱动程序结构体系方法，还需要具备丰富的驱动程序开发经验，否则可能造成软件不稳定甚至系统崩溃，另外前两者开发周期长。
而Jungo公司开发的WinDriver改变了传统的驱动程序开发方法，其整个驱动程序中的所有函数都是工作在用户态下，使开发者不需要掌握前两者所需的预备知识就可以开发出与之相媲美的程序[3]。
Windows CE流接口驱动程序设计方法
Ｃ开 发的应 用 程 序 是 可 以 直 接 访 问 系 统 的硬 件 资
事项 ， 总结 …般 的流接 口驱动程序设 计开发方法。 关键词 嵌 入式系统 ； ｎｏ ｓＣ ； 动程序 Ｗｉ ｗ Ｅ 驱 ｄ 中图分类 号 Ｉ３ １１ 】
Ｗ ｒｔ ｇ Ｓ ｒ ａ ｎ ｅ ａ ｅ Ｄ ｉｅ ｓ ｆｒ Ｗ ｉ ｄ ｗｓ ＣＥ ｉ ｎ ｔ ｅ ｍ Ｉ ｔｒ ｃ ｒｖ ｒ ｏ ｎ ｏ ｉ ｆ
主要 设 备 中运行 … 。
２ Ｗｉ ｏ ｓ Ｅ流 接 口驱 动 程 序 设 计 ｎ ｗ ｄ Ｃ
从最广泛的意义讲 ， 一个“ 驱动程序” 是操作 一
个 硬件 设备 的 一组 函数 ，／ ｉ０驱 动 栉序 一 般 分 为硬 件 无关 与硬 件 相关 两部 分 ， 操作 系 统提 供 与碰件无
就需要通过中断才能正确完成输入输 出或控制 ， 必 须设计专门的设备驱动程序 。
性、 成本 、 体积、 功耗严格要 求的专用计算机系统 。 它主要由嵌入式微处理器 、 外围硬件设备 、 嵌入式 操作系统及用户应用程序等组成。用于实 现对其 它设备的控制 、 监视 和管理等功能， 它通常嵌入在
驱动程序 ， ｝ 是７ 多驱 动程 序的基础 。分析 Ｗｉ ｏｓＣ ｛ ｎ ｗ Ｅ流接 口驱 动程序的基本 结构 ， 讨 流接 ｌ驱 动程序 的功能定 义， ｄ 探 Ｊ 认为 流接 口驱动程序应 当能 为应用程序提供查询输 入和事 件输 入等两 种输入方式 ， 出中断ｌ 给 程序设计 、 Ｏ缓 冲Ｋ设 汁的注意 １ ／
Windows XP环境下USB设备驱动程序的开发
［］ 石 ． ２阎 电子技 术基 础 （ 字 部分 ） ． 京： 华大 数 【 北 清 Ｍ］
学 出版社 ， ０ ． ２ ０ ０
由于采用 Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ大规 模可 编程 逻辑 器 件 ，整 机功 耗 小 、 干扰 能 力强 、 抗 系统 稳 定 、 作 可 靠 、 工 升级 方 便 。 另外 ， 由于 器件 资 源 尚有 较 大 的扩 展 空 间 ， 据 实 根 际需要 ， 系统 可 方 便 地 增 加 所 需 功 能 ， 通 过 器 件 如
理 。结合 数据 采 集 实例 ， 绍 了开发 ． 具 Ｄ ｉｅＳｕ ｉ 介 Ｙ － ｒ ｒｔｄｏ的功 能 ， 借助 该 工具 对 Ｕ Ｂ驱 动程 序 开发 ｖ 并 Ｓ
和 安装过 程进 行 了说 明。
关
键
词 ： 动程 序 ； Ｍ； Ｓ 驱 ＷＤ Ｕ Ｂ； Ｄ ｖｒｔｄｏ ｉ ｒ ｅＳｕ ｉ
中图分 类号：Ｐ １ Ｔ ３６
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｒ ｈ ｔｃ ｕ ｅ ｏ Ｗ ＤＭ ｎ Ｗ ｉ ｄ ｗ ａ ｄ ｓ ｅ ｉ ｃ ｔ ｎ ｏ Ｂ ａ ｅ ａ ａｙ ｅ ，ｎ ｈ ｓｒ ｃ ： ｅ ａ ｃ ｉ ｔ ｒ ｆ Ｔ ｅ ｉ ｎ ｏ ｓ ＸＰ ｎ ｐ ｃｆ ａ ｉ ｆ ＵＳ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｏ ｏ ｅ ａｉ ｎ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｏ Ｂ ｉ ｌ ｒ ｅ ． Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ａ ｘ ｍｐ ｅ ａ ｏ ｔｄ ｔ － ｏｌｃ ｉｎ ｔ ｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ｏ ｐ ｒ ｔ ｒ ｉ ｌ ｆＵＳ ｓ ｃ ａ ｉ ｄ ｏ ｎ ｉ ｆ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｎ ｅ ａ ｌ ｂ ｕ ａ ａ ｃ ｌ ｔ ， ｕ ｃ ｉ ｆ ｅ ｏ ｈ ｏ
Ｗｉｄ ｗ Ｐ具 有运 行可 靠 、 定 且速 度快 的特 ｎ ｏ ｓＸ 稳
Windows 2000下PCI设备驱动程序开发
用， 微软公 司推 出了全新的 ＷＤ Ｍ设备驱 动模 式。详细阐述 了借 助工具软件 Ｄ ｉ ｒ ｒｓ用 Ｖｓａ Ｃ＋ ． ｒ ｅＷｏ ， ｉ ｌ ＋６ ０开发 Ｐ Ｉ ｖ ｋ ｕ Ｃ 总线数据采集 卡的 ＷＤ 设备驱动程序的过程。 Ｍ 关键词 ＷＤ Ｍ驱 动程序 Ｄ ｉ ｒ ｒｓ 发工具 ｒ ｅＷｏｋ 开 ｖ
Ｗｉｄ ｗ ０ ０下 Ｐ Ｉ 备 驱 动 程 序 开 发 ｎｏ ｓ ０ ２ Ｃ 设
钱 宇 红
（ 解放军电子工程学 院 安徽 合肥 ２ ０３ ） ３０ ７
摘
要
在 Ｗｉｄｗ ｎｏ ｓ系统下开发 的硬件 必须编 写相应 的设 备驱 动程序才能正常工作。随着 Ｗｉｄｗ ００ Ｘ ｎｏ ｓ ０ ／ Ｐ操作系统的广 泛运 ２
ＴＨＥ ＤＥＶＥＬｏＰ Ｅ Ｍ ＮＴ ＣＩＢＵＳ ＤＥⅥ ＣＥ ＤＲＩ ｏＦ Ｐ ＶＥＲ ＵＮＤＥＲ Ｉ Ｗ ＮＤｏＷ Ｓ ２ ０ ０ ０
Ｑ ａ ｕ ｏ ｇ ｉ Ｙ ｈ ｎ ｎ
（ ｌ ｔ ｎｃＥ ｇｎｅｉｇＩｓｔｔ， ｅ ｉ ３ ０ ７Ａ ｈｉＣ ｉ ） Ｅｅ ｒ ｉ ｎ ｉ ｒ ｔｕｅＨｆ ０３ ，ｎ ｕ，ｈｎ ｃｏ ｅ ｎ ｎｉ ｅ２ ａ
件工作 的所 有细节 ， 始初始化 ＩＯ操作 ， ／ 处理 ＩＯ操作完成时所 ／
境 下对 所开发 的硬件设 备进行控制与访 问的问题 。以往在 Ｄ Ｓ Ｏ
环境 下解 决这些问题 比较简单 ， 但是在 Ｗｉ ｏ ｓ ｎ ｗ 环境下 ， ｄ 为了确
保 系统的安全 ，Ｐ Ｃ Ｕ运行 于保护模 式 ， 统一管 理硬 件资源 ， 因此 应用程序 代码 不能直接访 问硬件 ， 而是要 通过调 用属于 内核 的 设备驱动程序 提供 的各 种服务间接地对硬件资源进行访 问。也 就是说 ， Ｗｉｄｗ 环境下开 发设 备驱动程 序是 目前计算 机硬 在 ｎｏｓ 件设 备开发的人员必须面临 的问题 。 由于设 备驱动程序需要 与操作 系统低层 进行 交互 ， 因此不 同的操作 系统 底层 结构有着不同 的设备驱动程序模 型。微软公
名词解释驱动程序__概述说明以及解释
名词解释驱动程序概述说明以及解释1. 引言1.1 概述名词解释驱动程序（Noun Explanation Driver）是一种计算机软件或程序，其主要功能是提供对特定领域的概念及术语的解释和定义。
它为用户提供了一种便捷的方式来获取相关术语的含义和解释，从而帮助他们更好地理解和应用相关领域的知识。
1.2 文章结构本文将围绕名词解释驱动程序展开详细讨论。
首先，将给出名词解释驱动程序的定义，并介绍其功能与用途。
接着，将探究名词解释驱动程序的发展历程，了解它在技术上的进步和演变过程。
然后，文章将深入探讨名词解释驱动程序的工作原理，包括解析器模块、数据库管理模块和输出生成模块等方面的内容。
之后，将通过几个具体应用领域以及相应案例分析，介绍名词解释驱动程序在操作系统、数据库管理系统和网络通信设备中的应用。
最后，在结论部分进行总结，并展望未来名词解释驱动程序可能面临的挑战与发展方向。
1.3 目的本文的目的是通过对名词解释驱动程序的全面分析和介绍，使读者能够深入了解这一技术，并认识到其在不同领域中应用的重要性和价值。
同时，希望通过本文的阐述，能够为相关研究者、开发者以及其他对该技术感兴趣的人提供一个参考和借鉴，从而推动名词解释驱动程序的进一步发展与创新。
2. 名词解释驱动程序：2.1 定义：名词解释驱动程序是一种计算机软件或代码，用于实现操作系统或应用程序与设备之间的沟通和交互。
它作为一个接口层，连接了硬件设备和操作系统/应用程序之间的通信桥梁。
2.2 功能与用途：名词解释驱动程序的主要功能是允许操作系统或应用程序能够正确地理解和使用硬件设备。
它通过提供设备相关的命令、协议和函数，将高级用户或应用程序的请求转换为底层设备能够理解和执行的指令。
驱动程序的设计旨在使用户无需了解底层硬件的详细信息，而能够直接进行操作。
名词解释驱动程序广泛应用于各个领域，包括操作系统管理、数据库管理系统和网络通信等方面。
它们可以被看作是设备和操作系统/应用程序之间的翻译器或适配器，帮助不同构架、不同标准的设备与软件进行无缝集成。
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设备驱动程序的装入过程
PnP管理器查找注册表中与该PDO相吻合的各级驱 动程序 N 找到？ Y
读INF文件，按INF文 件指令安装各级驱动 程序
PnP管理器查找所选驱动程序对象已在I/O管理器中
已装 入？
执行DriverEntry()，设置各例程 的入口地址，将对象指针装入I/O 管理器中
PnP管理器装入最底层过滤驱动程序，调用其 AddDevice函数，该函数创建一个FiDO，实现FiDO与 同级驱动程序的连接
AddDevice函数把PDO连接到FiDO上
PnP管理器依次装入各级驱动程序，完成整个设备对象栈
Windows设备驱动程序设计
西北工业大学计算机学院
周兴社 谷建华 倪红波
Windows 2000/XP的设备驱动程序
虚拟设备 驱动程序（VDD） 内核模式 驱动程序
文件系统 驱动程序
保留设备 驱动程序
PnP 驱动程序 WDM驱动程序
显示 驱动程序
类驱动程序
小驱动程序
Windows2000/XP设备驱动程序的种类
ห้องสมุดไป่ตู้
设备对象栈: 描述对设备对象内部处理请求的驱动层次的栈型结构
应用程序 用户态 核心态 设备对象 FiDO 设 备 对 象 栈 上层过滤器驱动程序 Win32子系统
I/O系统服务 IRP I/O 管理器
FDO
FiDO PDO
功能驱动程序
下层过滤器驱动程序 总线驱动程序
WDM设备驱动程序类型
功能驱动程序 ：管理FDO所代表的设备，负责其初始化、处理 I/O操作、I/O操作完成时产生中断事件，为用户提供一种适当 的设备控制方式。 总线驱动程序：负责管理PDO硬件和计算机之间的连接。 过滤器驱动程序：管理FiDO所代表的设备，用于监视和修改IRP 流，硬件或软件人员可利用过滤器驱动程序修改上级驱动程序 的传递过来的操作。 每种硬件设备的驱动程序由上述两到三种驱动程序组成（可以 无过滤器驱动程序）。相同类型的总线共用一种总线驱动程序 （如PCI总线驱动程序）。
驱动程序处理：每层驱动程序都可决定如何处理IRP，既可直接处理 完该IRP就不再向下传，也可处理完后继续向下传递，还可只做向下 传递工作。下层处理完的返回信息又通过该包的结构逐层向上传递。
系统重启
硬件接入
添加新设备 指定 检测 安装向导指定新的硬件类 型
总线驱动程序检测到新的 硬件
取配置头区域信息 由指定得到信息 取得厂商、设备类型、版本、资源需求等信息
PnP管理器根据需要给设备发送各种PnP IRP
PnP管理器给设备发送“启动设备”PnP IRP，驱动程序将分 配的资源信息向下传送到设备配置头区域中，并启动设备
驱动程序处于等待状态，等待IRP的到来
WDM驱动程序的结构
WDM驱动程序包含许多例程，操作系统调用这些例程来执
行对IRP的各种操作。
基本驱动程序例程 I/O控制例程 StartIO AdapterControl OnInterrupt DpcForIsr StartIO处理请求队列、 AdapterControl处理DMA 操作、OnInterrupt处理中断。 分发例程
WDM的基本结构
1、设备对象
设备对象:系统为帮助软件管理硬件而创建的一个数据 结构（包括 PDO、FDO、FiDO）。 PDO(物理设备对象):设备对象中的物理型对象。 FDO(功能设备对象):设备对象中的功能型对象。 FiDO(过滤器设备对象):在I/O管理器、FDO和PDO间的监视、修改 IRP流的过滤型对象，分上层过滤和下层过滤对象。
虚拟设备驱动程序(Virtual Device Driver，VDD)可 使DOS应用程序访问x86平台上的硬件，也可支持 Windows 9x下的对端口访问。 WDM驱动程序 是一种遵循电源管理协议并能在Win98 和Win2000上实现源代码级兼容的PnP驱动程序。WDM 驱动程序又可分为类驱动程序（管理已定义类的设备） 和小驱动程序（提供厂商专有的支持）。
DriverEntry
AddDevice
DispatchPnp DispatchPower
DispatchWmi DispatchRead DispatchWrite
WDM驱动程序包含例程
• DriverEntry例程：这个例程是每一个设备驱动程序的入口。完成 某些全局初始化（如将驱动程序对象指针装入到I/O管理器中）工 作，设置响应各种用户请求的分发例程与I/O控制例程的入口。 • AddDevice例程：对于功能驱动程序，其AddDevice函数的基本职责 是创建一个设备对象并把它连接到以PDO为底的设备堆栈中。 • DispatchPnp例程：用于处理IRP_MJ_PNP消息，以便能实现即插即 用的功能。 • DispatchPower例程：用于实现对电源管理的支持。 • DispatchWmi例程：WMI是微软实现的基于Web的企业管理工业标准 ，该例程用于处理有关的消息。
显示驱动程序是用于显示和打印设备的内核模式驱动程 序。 文件系统驱动程序在本地磁盘或网络上实现标准PC文件 系统模型(含多层次目录结构和命名文件概念)。 保留设备驱动程序主要包括Windows NT早期版本的驱动 程序，它直接控制一个硬设备而不用其他驱动程序帮助 ，可以不做修改地在Windows 2000中运行。
应用程序对设备对象的操作过程
操作接口：设备驱动程序的Win32 API函数，或重载的设备驱动程序的 Win32 API回调函数。 操作参数：设备句柄、操作类型及其它信息。 例：DeviceIoControl（hDevice, DIOC_MY_IO, NULL, 0, NULL, 0, NULL,NULL）； Win32子系统处理：将I/O操作转换后交I/O管理器处理， I/O管理器创建 一个I/O请求包(IRP)后，送到设备对象栈的最上层设备对象对应的驱动 程序。
设备对象与设备驱动程序关系
每个功能设备对应一个设备对象（设备对象栈为设备对象内部属性）， 相同型号的多个功能设备对应多个设备对象。每个设备对象具有不同的私 有属性值(如设备ID)。
相同型号的多个功能设备共用一个过滤驱动程序和功能驱动程序，
即只有一个驱动程序对象。
设备驱动程序与设备关系：
同类中成员函数与类实例关系。