文字列リテラルの不変性: その理由とメリット

C の文字列リテラルは不変であることで知られています。つまり、一度宣言すると変更することはできません。これにより、このような設計選択の背後にある理由とその影響について疑問が生じます。

不変の理由

文字列リテラルの不変の性質には、複数の理由があります。

• 読み取り専用メモリ (ROM) の最適化: 文字列リテラルは通常、データは ROM に保存され、プログラムの実行を通じてデータはそのまま残ります。これらを不変にすることで、ROM に保存されたデータの整合性が確保されます。
• 文字列リテラルのマージ: コンパイラは、同一または部分的に重複する文字列リテラルをマージし、複数のポインタを同じメモリに指すことでメモリ使用量を最適化できます。ブロック。文字列リテラルを変更すると、この最適化が中断されます。

不変性の影響

• 未定義の動作: 文字列を変更しようとしていますリテラルは不変性の前提に違反するため、未定義の動作を引き起こします。この安全策により、予測できない結果が防止されます。
• コンパイル速度の最適化: 文字列リテラルの不変性により、コンパイラが境界チェックやその他の潜在的な変更のチェックを実行する必要がないため、コンパイルの高速化が可能になります。
• メモリ最適化: 前述したように、文字列リテラルのマージでは次のことが可能です。特に大きな文字列や同じ文字列が複数出現する場合に、貴重なメモリを節約します。

コンパイラの動作

この標準では、文字列に関するさまざまなコンパイラの最適化が可能です。リテラル:

• 読み取り専用ストレージ: コンパイラは文字列を保存できます実行可能ファイルの読み取り専用セクション内のリテラル。
• リテラル プーリング: コンパイラは、同一の文字列リテラルをリテラル プールに格納された 1 つのコピーにマージできます。
• ]文字列の断片化: コンパイラはメモリを最適化するために長い文字列リテラルを断片に分割することもあります結論として、C の文字列リテラルの不変性は、ROM ストレージの最適化、文字列リテラルのマージ、予測可能な動作の確保、コンパイルとメモリのオーバーヘッドの削減など、複数の目的に役立ちます。これらの理由と影響を理解することで、開発者は C プログラムで文字列リテラルを効果的に活用できます。