Diseño de memoria de objetos C

Las conversiones dinámicas y las operaciones de reinterpretación a menudo implican la manipulación de punteros de memoria de objetos. Profundicemos en cómo C organiza los objetos en la memoria para comprender mejor estas operaciones.

Según el estándar C, el diseño de la memoria de los miembros de datos no estáticos dentro de una clase o estructura está determinado principalmente por su orden de declaración. Los miembros con el mismo especificador de acceso se ordenan en su secuencia declarada.

Aparte de las variables miembro, los objetos también asignan espacio para:

• Punteros de función miembro (administración de funciones virtuales)
• Subobjetos de clase base
• Requisitos de relleno y alineación

El diseño de la memoria real depende de la implementación, pero muchos compiladores cumplir con la especificación Itanium ABI. Esta ABI proporciona una descripción detallada del diseño de la memoria de objetos, incluido el orden de las tablas de funciones virtuales, clases base y variables miembro.

Demostración de diseño de memoria

Uso de clang , podemos visualizar el diseño de la memoria de una clase compleja:

class Class {
    // ...
};

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

Salida:

   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]

Este resultado muestra los desplazamientos de memoria específicos para cada variable miembro, así como las ubicaciones de las tablas de funciones virtuales y las clases base.

Al comprender la memoria diseño de objetos, puede obtener información sobre cómo funcionan las conversiones dinámicas y las operaciones de reinterpretación y tomar decisiones informadas al manipular punteros de objetos.