91. Работайте с типами, а не с представлениями
91. Работайте с типами, а не с представлениями
Резюме
Не пытайтесь делать какие-то предположения о том, как именно объекты представлены в памяти. Как именно следует записывать и считывать объекты из памяти — пусть решают типы объектов.
Обсуждение
Стандарт С++ дает очень мало гарантий по поводу представления типов в памяти.
• Целые числа используют двоичное представление.
• Для отрицательных чисел используется дополнительный код числа в двоичной системе.
• Обычные старые типы (Plain Old Data, POD[5]) имеют совместимое с С размещение в памяти: переменные-члены хранятся в порядке их объявления.
• Тип int занимает как минимум 16 битов.
В частности, достаточно распространенные соглашения не гарантированы ни для всех имеющихся архитектур, ни тем более для архитектур, которые могут появиться в будущем. Так что не забывайте о следующем.
• Размер int не равен ни 32 битам, ни какому-либо иному фиксированному размеру.
• Указатели и целые числа не всегда имеют один и тот же размер и не могут свободно преобразовываться друг в друга.
• Размещение класса в памяти не всегда приводит к размещению базового класса и членов в указанном порядке.
• Между членами класса (даже если они являются POD) могут быть промежутки в целях выравнивания.
• offsetof работает только для POD, но не для всех классов (хотя компилятор может и не сообщать об ошибках).
• Класс может иметь скрытые поля.
• Указатели могут быть совсем не похожи на целые числа. Если два указателя упорядочены и вы можете преобразовать их в целые числа, то получающиеся значения могут быть упорядочены иначе.
• Нельзя переносимо полагаться на конкретное размещение автоматических переменных в памяти или на направление роста стека.
• Указатели на функции могут иметь размер, отличный от размера указателя void*, несмотря на то, что некоторые API заставляют вас предположить, что их размеры одинаковы.
• Из-за вопросов выравнивания вы не можете записывать ни один объект по произвольному адресу в памяти.
Просто корректно определите типы, а затем читайте и записывайте данные с использованием указанных типов вместо работы с отдельными битами, словами и адресами. Модель памяти С++ гарантирует эффективную работу, не заставляя вас при этом работать с представлениями данных в памяти. Так и не делайте этого.
Ссылки
[Dewhurst03] §95