Layout de memória de objetos C

As conversões dinâmicas e as operações de reinterpretação geralmente envolvem a manipulação de ponteiros de memória de objetos. Vamos nos aprofundar em como C organiza objetos na memória para entender melhor essas operações.

De acordo com o padrão C, o layout de memória de membros de dados não estáticos dentro de uma classe ou estrutura é determinado principalmente por sua ordem de declaração. Membros com o mesmo especificador de acesso são ordenados em sua sequência declarada.

Além das variáveis ​​de membro, os objetos também alocam espaço para:

• Ponteiros de função de membro (gerenciamento de função virtual)
• Subobjetos da classe base
• Requisitos de preenchimento e alinhamento

O layout real da memória depende da implementação, mas muitos compiladores aderem à especificação Itanium ABI. Esta ABI fornece uma descrição detalhada do layout da memória do objeto, incluindo a ordem das tabelas de funções virtuais, classes base e variáveis ​​de membro.

Demonstração de layout de memória

Usando clang , podemos visualizar o layout da memória de uma classe complexa:

class Class {
    // ...
};

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

Saída:

   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]

Esta saída mostra os deslocamentos de memória específicos para cada variável de membro, bem como os locais das tabelas de funções virtuais e classes base.

Compreendendo a memória layout de objetos, você pode obter informações sobre como funcionam as conversões dinâmicas e as operações de reinterpretação e tomar decisões informadas ao manipular ponteiros de objetos.