Wie berechnet der C-Compiler die Größe einer Klasse während der Kompilierung?

Bestimmen der Größe einer C-Klasse während der Kompilierung

Klassengröße und Speicherausrichtung verstehen

In C wird die Klassengröße während der Kompilierung statisch bestimmt, um die Speicherzuweisung und den Speicherzugriff zu optimieren. Um die Klassengröße effektiv zu berechnen, berücksichtigt der Compiler verschiedene Faktoren, einschließlich Datenelementgrößen und Ausrichtungsanforderungen.

Datenelementausrichtung und -größenberechnung

Für einfache alte Daten (POD ) Klassen mit Datenelementen mit deterministischen Größen, gelten im Allgemeinen die folgenden Regeln:

• Jedes Datenelement besitzt eine Größe (s) und eine Ausrichtungsanforderung (a).
• Die Initiale des Compilers Größe (S) ist auf 0 gesetzt, während Ausrichtung (A) auf 1 Byte gesetzt ist.

• Mitglieder werden nacheinander verarbeitet:

  1. Überprüfen Sie die Ausrichtungsanforderung (a) . Wenn S nicht durch a teilbar ist, erhöhen Sie S, um das Element am richtigen Versatz auszurichten.
  2. Aktualisieren Sie A auf das kleinste gemeinsame Vielfache des aktuellen A und a.
  3. Erhöhen Sie S um s auf Platzieren Sie das Mitglied.
• Stellen Sie nach der Verarbeitung aller Mitglieder sicher, dass S durch A teilbar ist. Wenn nicht, erhöhen Sie S entsprechend.
• Der Endwert von S stellt die Klassengröße dar.

Zusätzliche Überlegungen

• Arrays : Die Größe wird als Anzahl der Elemente multipliziert mit der Elementgröße berechnet. Ausrichtung ist die Ausrichtungsanforderung eines Elements.
• Strukturen: Größe und Ausrichtung werden rekursiv nach denselben Regeln berechnet.
• Unionen: Größe ist die Größe des größten Elements zuzüglich etwaiger Auffüllungen, um die zu erfüllen kleinstes gemeinsames Vielfaches der Ausrichtungen aller Mitglieder.

Beispiel: TestClass3

Für TestClass3 läuft die Größenberechnung wie folgt ab:

• buf[8] erfordert 8 Bytes mit Ausrichtung 1, also wird S zu 8.
• __m128i vect erfordert 16 Bytes mit Ausrichtung 16. S wird zuerst auf 16 für die Ausrichtung und dann auf 32 erhöht, um Vect aufzunehmen.
• buf2[8] benötigt 8 Bytes mit Ausrichtung 1. S wird auf 24 erhöht.
• Da 24 nicht durch 16 teilbar ist, wird S um 8 auf 32 erhöht.

Somit ist TestClass3 32 Bytes groß.

Fazit

Durch die Einhaltung dieser Ausrichtungs- und Größenberechnungsregeln stellt der Compiler eine optimale und effiziente Speicherzuteilung sicher Datenzugriff für C-Klassen.

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