C 11 の標準レイアウト定義では、アクセス制御とデータ メンバーの順序付けに制限が課されるのはなぜですか?

C 11 の標準レイアウト: 効率的なデータ表現のための分解

C 11 では、Plain Old Data (POD) の定義が改訂されましたクラスは、「標準レイアウト」として知られる一連の基準を規定します。この定義には、その理論的根拠に関して疑問が生じる可能性のある特定の制約があります。

データ メンバーに対するさまざまなアクセス制御

非静的データ メンバーに対するさまざまなアクセス制御の禁止により、メモリレイアウトの均一性。異なるアクセス レベルが許可されている場合、オブジェクト メンバーへのアクセス、特に最初のメンバーへのポインターをキャストするときにあいまいさが生じます。

基本クラスとしてのデータ メンバー

禁止最初のデータ メンバーが基本クラスと同じ型にならないようにすることで、アドレスの競合を防ぎます。 C では、クラス間でのデータ メンバーの割り当て順序は指定されません。最初のデータ メンバーが基本クラスの場合、コンパイラはキャスト目的で「最初の」メンバーを決定できませんでした。

構成クラス内の複数のデータ メンバー

データの制限メンバーを最大 1 つの基本クラスまたは派生クラスに追加することで、予測可能なメモリ割り当てが保証されます。派生クラスと基本クラスの両方にデータ メンバーがある場合、標準では割り当て順序が定義されていないため、キャストする最初のデータ メンバーのアドレスを決定することができなくなります。

メモリ割り当てへの影響

標準レイアウト定義は、効率的なメモリ割り当てを容易にするように設計されています。同じアドレスを使用して最初のデータ メンバーと完全なオブジェクトを表すことができるため、オブジェクト アドレスの効率的なキャストが可能になります。この標準では、さまざまなアクセス制御とメンバー順序の競合を禁止することで、データのアクセスと操作を最適化する一貫したメモリ レイアウトが保証されます。

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