вторник, 15 октября 2024 г.

[prog.c++] Никогда не задумывался о таком поведении С++ в случае адресов вложенных объектов, а ведь оно логично

Давайте посмотрим на структуру данных B:

struct A {};

struct B : public A {
    A _first;
};

Какой у нее размер? С учетом того, что даже у пустой структуры размер будет, как минимум, 1 байт. И что в C++ есть empty base class optimization.

То, что B наследуется от пустого A благодаря empty base class optimization не увеличивает размер B. Т.е. размер B будет определяться размером поля B::_first, а это один байт. Следовательно, sizeof(B) должен быть равен единице.

На самом деле нет.

Дело в адресах для объекта B и для его поля B::_first:

B b;
A * p1 = &b; // Это легально т.к. B есть A благодаря наследованию.
A * p2 = &b._first;

assert(p1 != p2);

Объект типа B является объектом типа A из-за наследования. Соответственно, адрес объекта типа B будет и адресом объекта типа A.

Внутри типа B есть еще один объект типа A. И у него так же есть свой адрес.

При этом объект B и его поле B::_first -- это два разных объекта типа A.

А в C++ у двух разных объектов одного типа не может быть одинаковых адресов.

Поэтому в показанном примере компилятор не может применить для типа B оптимизацию пустой базы, что и добавляет специальное выравнивание для поля B::_first, чтобы эти адреса оказались разными. Тем самым увеличивая размер B.

Убедиться в этом можно на wandbox - цынк

Информация об этой особенности C++ найдена здесь.

PS. Какой практический смысл у этой информации? Вероятно, никакого. Но это лишняя иллюстрация того, сколько же разных нюансов приходится учитывать при развитии C++.

Комментариев нет: