Wie wird die Größe einer C-Klasse bestimmt und welche Rolle spielt die Ausrichtung?

Die Bestimmung der Klassengröße in C verstehen

Die Bestimmung der Größe einer C-Klasse ist ein entscheidender Aspekt der Speicherverwaltung und Objektausrichtung.

Regeln für POD-Klassen

Für Plain Old Data (POD)-Klassen befolgt der Compiler bestimmte Regeln, um die Größe zu berechnen:

1. Jedes Mitglied hat eine Größe (s) und eine Ausrichtungsanforderung (a) .
2. Der Compiler initialisiert die Klassengröße (S) auf Null und die Ausrichtung (A) auf Eins.

3. Berücksichtigen Sie für jedes Mitglied seine Ausrichtung:

   • Wenn S nicht durch a teilbar ist, passen Sie S an, um es zu einem Vielfachen von a zu machen.
   • Aktualisieren Sie A auf das kleinste gemeinsame Vielfache (LCM) von A und a.
   • S-Bytes zuweisen für das Mitglied.

4. Stellen Sie nach der Verarbeitung aller Mitglieder sicher, dass die Klassenausrichtung erfüllt ist:

   • Wenn S nicht durch A teilbar ist, passen Sie S an um es zu einem Vielfachen von A zu machen.

Ausrichtungsüberlegungen

Die Ausrichtungsanforderung stellt sicher, dass Datenelemente an Adressen platziert werden, die ihrer jeweiligen Größe entsprechen. Dies verbessert die Leistung auf einigen Hardwarearchitekturen, indem es einen effizienten Zugriff und eine effiziente Bearbeitung von Daten ermöglicht.

• char buf[8] hat eine Größe von 8 Bytes und eine Ausrichtung von 1.
• __m128i vect hat eine Größe von 16 Bytes und eine Ausrichtung von 16.

Beispiel: TestClass3

Betrachten Sie TestClass3:

<code class="c++">class TestClass3 {
  char buf[8];
  __m128i vect;
  char buf2[8];
};</code>

Anwenden der Regeln:

• Anfängliches S ist 0 und A ist 1.
• buf[8] erfordert 8 Bytes und Ausrichtung 1. Passen Sie S auf 8 an und behalten Sie A bei.
• vect erfordert 16 Bytes und Ausrichtung 16. Erhöhen Sie S auf 16, setzen Sie A auf LCM(A, 16) = 16 und weisen Sie 16 Bytes zu.
• buf2[8] erfordert 8 Bytes und Ausrichtung 1. Erhöhen Sie S auf 24 und behalten Sie A bei.
• Die endgültige Klassenausrichtung ist nicht erfüllt, also erhöhen Sie S auf 32 (Vielfaches von A = 16).

Daher ist TestClass3 32 Byte groß.

Fazit

Durch das Verständnis dieser Regeln und Ausrichtungsanforderungen können Entwickler die Speichernutzung optimieren und die Leistung ihrer C-Anwendungen verbessern. Dieses Wissen ist für den Entwurf effizienter Datenstrukturen und die effektive Verwaltung des Speichers unerlässlich.

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