为什么使用这个POD结构体作为基类会很危险？

我和一位同事进行了这次对话，结果很有意思。说我们有以下POD类为什么使用这个POD结构体作为基类会很危险？

struct A { 
    void clear() { memset(this, 0, sizeof(A)); } 

    int age; 
    char type; 
};

clear旨在清除所有成员，设置为0（字节英明）。如果我们使用A作为基类，会出现什么问题？这里有一个微妙的错误来源。

来源

2011-08-18 Johannes Schaub - litb

我确实希望你能给我们提供你的答案，Johannes。 –

@Fred的答案已经在下面给出。所以我不需要“释放”它。 –

编译器很可能会将填充字节添加到A.所以sizeof(A)扩展超出char type（直到填充结束）。但是，在继承的情况下，编译器可能不会添加填充的字节。所以调用memset将会覆盖部分子类。

来源

2011-08-18 20:06:09 StackedCrooked

@Luchian我不明白你的意思吗？我认为'sizeof（int）+ sizeof（char）= 5'在32位架构上没有对齐。 – StackedCrooked

@Luchian：你认为'sizeof（A）'会是什么？答案可能会让你大吃一惊。 –

@Fred Larson sizeof（A）取决于他的平台上的sizeof（int）。再次，在这种情况下，它是sizeof（int）+ sizeof（char）。如果成员顺序颠倒了，它将是sizeof（char）+ int_padding - 1 + sizeof（int）。 –

除了其他说明，sizeof是一个编译时操作符，因此clear()不会将由派生类添加的任何成员（由于填充奇怪而引起的除外）清零。

没有什么真正的“微妙”这个;在C++中使用memset是一件可怕的事情。在极少数情况下，你真的可以用零填充内存，并期望理智的行为，和你真的需要用零填充内存，和零初始化所有的东西通过初始化列表文明的方式是不可接受的，使用改为std::fill。

来源

2011-08-18 20:19:04

在这个特殊情况下，没有看到'std :: fill'如何帮助你 - 你会使用什么迭代器？ – Voo

'char * begin = reinterpret_cast （this）; char * end = begin + sizeof（this）; std :: fill（begin，end，0）;''''''''''''''''''''''''''''''''老实说，我可能宁愿只为原始类型做自动归零初始化包装，并从它们中构建结构。但关键是'std :: fill'是一个更加复杂的填充内存的工具，并且在普通的旧'memset'可以工作的情况下，只需要一个体面的编译器就无需花费任何代价。 –

@Karl：“*老实说，我可能宁愿为原始类型创建自动归零初始化包装*”请参见[Boost.ValueInitialized]（http://www.boost.org/doc/libs/release/libs/utility /value_init.htm）。 – ildjarn

从理论上讲，编译器可以不同奠定了基类。 C++ 03§10段落5说：

基类子对象可能具有与相同类型的最大派生对象的布局不同的布局（3.7）。

由于StackedCrooked mentioned，这可能是由编译器添加填充基类A结束时，它的存在作为自己的对象发生，但是当它是一个基类，编译器可能不添加填充。这将导致A::clear()覆盖子类成员的前几个字节。

然而在实践中，我一直没能得到这个与任何GCC或Visual Studio 2008采用这种测试发生：

struct A 
{ 
    void clear() { memset(this, 0, sizeof(A)); } 

    int age; 
    char type; 
}; 

struct B : public A 
{ 
    char x; 
}; 

int main(void) 
{ 
    B b; 
    printf("%d %d %d\n", sizeof(A), sizeof(B), ((char*)&b.x - (char*)&b)); 
    b.x = 3; 
    b.clear(); 
    printf("%d\n", b.x); 

    return 0; 
}

和修改A，B，或两者被“打包” （在VS #pragma pack和__attribute__((packed))在GCC），我不能让b.x在任何情况下被覆盖。优化已启用。为尺寸/偏移打印的3个值始终为8/12/8，8/9/8或5/6/5。

来源

2011-08-18 21:29:08

这是我的测试用例。虽然基地不是POD：http：//ideone.com/GHATf。起初，我没有注意到海湾合作委员会对于POD行为会有所不同，所以我以一种使问题更加突出的方式提出了问题。但正如你所说，这种可能性依然存在。我敢打赌，很多人会认为一个愚蠢的“私人”没有任何效果。另外值得注意的是3.9p3和3.9p2，其中包含备注“......其中obj1和obj2都不是基类子对象......”以支持不同的布局。 –

基类的方法clear将只设置类成员的值。

根据对准规则，编译器允许使得下一数据成员将对准的边界上发生插入填充。因此在数据成员type之后会有填充。后代的第一个数据成员将占用该插槽和从的memset影响自由，因为sizeof基类不包括后代的大小。父母大小！=孩子的大小（除非孩子没有数据成员）。 参见切片。

结构的包装不是语言标准的一部分。希望通过一个好的编译器，压缩结构的大小不会在最后一个字节后包含任何额外的字节。即便如此，从打包父项继承的打包子孙也应该产生相同的结果：父项只设置父项中的数据成员。

来源

2011-08-19 00:05:08

简而言之：在我看来，唯一的一个potentional的问题是，我无法找到关于“填充字节”在C89保证任何信息，C2003 standarts ....他们有一些特殊的挥发性或只读行为 - 我甚至不能找到什么术语“填充字节”，由standarts的意思是...

详细：

对于POD类型是由C++ 2003的标准，保障对象：

当你将你的对象的内容memcpy变成一个char或unsigned char数组，然后将memcpy内容放回到你的对象中时，该对象将保持其原始值
保证在开始时不会有填充一个POD对象的
可以打破约C++规则：goto语句，寿命

对于C89这里还存在着一些保证约结构：

当联合结构的混合物使用，如果结构体具有相同的开始时，则第一元件库具有完美mathing
的sizeof结构在C等于的存储器来存储所有的组分的量，根据该位置在组件之间填充，在以下结构下放置填充
在C结构的组件中给出地址。有保证地址的组成部分按升序排列。第一个组件的地址与结构的起始地址一致。无论程序运行在哪台电脑上

所以在我看来，这样的规则也适用于C++，并且一切都很好。我真的认为，在硬件层面，没有人会限制你为非const对象填充填充字节。

来源

2015-07-28 02:36:23 bruziuz

为什么使用这个POD结构体作为基类会很危险？

回答

相关问题