تخطيط الذاكرة لكائنات C

غالبًا ما تتضمن عمليات التحويل الديناميكي وعمليات إعادة التفسير معالجة مؤشرات ذاكرة الكائن. دعونا نتعمق في كيفية تنظيم C للكائنات في الذاكرة لفهم هذه العمليات بشكل أفضل.

وفقًا لمعيار C، يتم تحديد تخطيط الذاكرة لأعضاء البيانات غير الساكنة داخل فئة أو بنية بشكل أساسي من خلال ترتيب الإعلان الخاص بهم. يتم ترتيب الأعضاء الذين لديهم نفس محدد الوصول في تسلسلهم المعلن.

بصرف النظر عن متغيرات الأعضاء، تخصص الكائنات أيضًا مساحة لـ:

مؤشرات وظائف الأعضاء (إدارة الوظائف الافتراضية)
الكائنات الفرعية للفئة الأساسية
متطلبات الحشو والمحاذاة

يعتمد تخطيط الذاكرة الفعلي على التنفيذ، ولكن يلتزم العديد من المترجمين بمواصفات Itanium ABI. توفر واجهة برمجة التطبيقات (ABI) هذه وصفًا تفصيليًا لتخطيط ذاكرة الكائن، بما في ذلك ترتيب جداول الوظائف الافتراضية، والفئات الأساسية، ومتغيرات الأعضاء.

عرض تخطيط الذاكرة

استخدام clang ، يمكننا تصور تخطيط الذاكرة لفئة معقدة:

class Class {
    // ...
};

clang -cc1 -fdump-record-layouts layout.cpp

الإخراج:

0 | فئة فئة 0 | فئة SBase1 (القاعدة الأساسية) 0 | (مؤشر SBase1 vtable) 8 | كثافة العمليات ك 16 | فئة SBase2 (قاعدة) 16 | (مؤشر SBase2 vtable) 24 | كثافة العمليات ك 28 | فئة SBase3 (قاعدة) 28 | كثافة العمليات ك 32 | كثافة العمليات ط 36 | شار ج 40 | تعويم و 48 | مزدوج د 56 | قصيرة ق 64 | فئة VBase (قاعدة افتراضية) 64 | (مؤشر VBase vtable) 72 | كثافة العمليات ي | [sizeof=80، dsize=76، محاذاة=8 | nvsize=58, nvalign=8]

   0 | class Class
   0 |   class SBase1 (primary base)
   0 |     (SBase1 vtable pointer)
   8 |     int k
  16 |   class SBase2 (base)
  16 |     (SBase2 vtable pointer)
  24 |     int k
  28 |   class SBase3 (base)
  28 |     int k
  32 |   int i
  36 |   char c
  40 |   float f
  48 |   double d
  56 |   short s
  64 |   class VBase (virtual base)
  64 |     (VBase vtable pointer)
  72 |     int j
     | [sizeof=80, dsize=76, align=8
     |  nvsize=58, nvalign=8]

يظهر هذا الإخراج إزاحات الذاكرة المحددة لكل متغير عضو، بالإضافة إلى مواقع جداول الوظائف الافتراضية والفئات الأساسية.

من خلال فهم الذاكرة تخطيط الكائنات، يمكنك الحصول على نظرة ثاقبة حول كيفية عمل عمليات التمثيل الديناميكي وإعادة تفسير العمليات واتخاذ قرارات مستنيرة عند التعامل مع مؤشرات الكائنات.