Warum definiert C 11 eine strikte Standard-Layout-Sequenz für Klassen?

Die Logik hinter der POD-Standardlayoutdefinition von C 11 verstehen

Die Standardlayoutsequenz (SLS) einer Klasse in C 11 ist sorgfältig definiert um effiziente Datenübertragungsvorgänge zu ermöglichen. Der Grund für die strengen Einschränkungen liegt in den folgenden Überlegungen:

Konsistente Zugriffskontrolle für Datenmitglieder

Die Anforderung einer einheitlichen Zugriffskontrolle (öffentlich oder privat) für alle nicht -statische Datenmitglieder stellen sicher, dass die Zugriffsebene des Mitglieds zuverlässig sein kann, wenn die Adresse eines Objekts in einen Zeiger auf sein erstes Mitglied umgewandelt wird bestimmt.

Vereinfachte Reihenfolge der Datenelemente

Die Beschränkung auf mehrere Basisklassen mit nicht statischen Datenelementen gewährleistet eine konsistente und deterministische Zuordnungsreihenfolge für Datenelemente innerhalb eines Objekts . Ohne diese Regel wäre der Compiler nicht in der Lage zu bestimmen, welches Mitglied zuerst zugewiesen wird, was die Umwandlung von einer Objektadresse in einen Zeiger auf sein erstes Mitglied unzuverlässig macht.

Vermeidung von Adresskonflikten

Das Verbot, dass Basisklassen denselben Typ wie das erste nicht-statische Datenelement haben, verhindert potenzielle Adresskonflikte. In Speicherlayouts, in denen Basisklassen vor abgeleiteten Klassenobjekten platziert werden, wäre ein Füllbyte erforderlich, um die Basisklasse und das Datenelement der abgeleiteten Klasse zu trennen, was den Umwandlungsprozess verkompliziert.

Zur Veranschaulichung der möglichen Folgen einer Verletzung dieser Werte Einschränkungen:

• Variierende Zugriffskontrollen: Wenn Datenelemente unterschiedliche Zugriffsebenen haben könnten, wäre es schwierig, den geeigneten Zugriff zu bestimmen Ebene beim Umwandeln einer Objektadresse in einen Zeiger auf sein erstes Mitglied. Dies könnte zu unvorhersehbaren oder fehlerhaften Ergebnissen führen.
• Erstes Datenelement als Basisklasse: Bei dieser Konstruktion hätten die Basisklasse und das erste Datenelement dieselbe Adresse, was gegen die Annahme verstößt Verschiedene Objekte desselben Typs haben eindeutige Adressen. Dies würde die Umwandlung von einer Objektadresse in einen Zeiger auf ihr erstes Mitglied unzuverlässig machen.

Durch die Einhaltung dieser Einschränkungen gewährleistet das SLS von C 11 die zuverlässige und konsistente Umwandlung von Objektadressen und erleichtert so eine effiziente Datenübertragung Operationen.

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