Warum hat C 11 die POD-Typdefinitionen eingeschränkt?

Lockerung der POD-Anforderungen in C 11: Erkundung ihrer Begründung

Mit dem C 11-Standard wurde eine überarbeitete Definition für POD-Typen (Plain Old Data) eingeführt , was einige Fragen zu den Designoptionen aufgeworfen hat.

Einschränkungen bei der Zugriffskontrolle für Datenmitglieder

Ursprünglich mussten PODs Mitglieder mit der gleichen Zugriffskontrolle haben, was dies verhinderte unterschiedliche Zugriffsebenen für Datenelemente. Wenn diese Einschränkung aufgehoben würde, könnte es zu inkonsistentem Verhalten führen, wenn versucht wird, über Objekte mit unterschiedlichen Berechtigungsstufen auf Mitglieder zuzugreifen.

Verbot überlappender Datenelemente

Eine weitere Überraschung in Die Definition ist das Verbot von Basisklassen mit demselben Typ wie das erste Datenelement. Diese Einschränkung ergibt sich aus der Notwendigkeit, dass das erste Mitglied und das vollständige Objekt dieselbe Adresse haben müssen. Wenn sie sich überlappten, könnte die Umwandlung einer Objektadresse in den Typ ihres ersten Mitglieds zu Mehrdeutigkeiten führen.

Beschränkung auf mehrere Datenmitgliedsklassen

Die Anforderung, dass nur höchstens Da eine Basisklasse über Datenelemente verfügt, wird das Potenzial für Mehrdeutigkeiten eingeschränkt. Wenn mehrere Basisklassen Datenelemente enthielten, müsste der Standard eine Zuordnungsreihenfolge für diese Elemente über Klassen hinweg festlegen, was sich auf die Flexibilität von Speicherlayout-Implementierungen auswirken würde.

Die Begründung für diese Einschränkungen

Diese Einschränkungen stellen sicher, dass Klassen mit Standardlayout bestimmte Kriterien erfüllen, was bestimmte Optimierungen ermöglicht:

• Zeigerumwandlung: Die Möglichkeit, eine Objektadresse in einen Zeiger umzuwandeln zu seinem ersten Mitglied und zurück basiert darauf, dass das erste Mitglied und das vollständige Objekt dieselbe Adresse haben.
• Flexibilität des Speicherlayouts: Die Beschränkung auf Datenmitgliedsklassen in Basisklassen ermöglicht Implementierungen zur Optimierung des Speichers Layout, ohne die Adresse des ersten Mitglieds zu beeinträchtigen.

Fazit

Die überarbeitete POD-Definition in C 11 bietet einen flexibleren Rahmen für Klassen mit Standardlayout und schützt gleichzeitig kritische Überlegungen zum Objektspeicherlayout und zum Zugriff auf Datenelemente. Diese Einschränkungen stellen die Konsistenz und Zuverlässigkeit des POD-Verhaltens sicher, trotz ihres Potenzials für ungewöhnliche Konstruktionen wie im bereitgestellten Beispiel.

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