C vs C++ struct alignment

Question

В недавнем интервью о выравнивании структурных структур C++ и теоретизировали, что C и C++ следуют той же стратегии в структурированной упаковке.

Hovewer, это было неправильное предположение. Интервьюер сказал, что в целом C и C++ упаковывают структуры по-разному, и мы никогда не должны ожидать противоположного. ИМХО это странное заявление. Существует не pack "C" квалификатор для структур в C++ для использования в двуязычных заголовочных файлах C/C++.

Так на практике это может означать, что вы не можете создать структуру на C++ и передать ее в библиотеку C, потому что в целом ее поля будут выровнены по-другому и будут иметь разные смещения. Но на самом деле большинство программистов серьезно полагаются на эту интероперабельность до такой степени, что конвертируют указатель на структуру C POD в ссылку на обертку C++ вокруг этой структуры с помощью некоторых вспомогательных методов. Не могли бы вы прояснить этот вопрос?

Answer 1

Как стандарты языка C, так и C++ не предъявляют требований к заполнению структуры и оставляют ее частью детализации реализации компилятора. Строгая интерпретация этого означает, что нет никакой гарантии, что структура будет одинаковой между этими двумя.

На практике, однако, данная версия инструментальной цепочки, способная как для C, так и для C++ (например, GCC или Clang), может, при необходимости, упаковать идентичную структуру. Без этого много производственного кода в мире просто не получится. Это гарантия, данная инструментальной цепью, однако, и не язык.

Стоит отметить, что если вы должны были объявить аналогичную-структуру с оригиналом C, но добавили спецификатор доступа (private, public и protected), что макет будет меняться, но это немного растянуть, так как структуры уже не идентична.

Answer 2

Это было, очевидно, неправильно (на стороне интервьюера). Ясно, что структура упаковки одинакова для C и C++ для тех, кто работал с любым низкоуровневым API, касающимся структур - например, сетевого API. Все это C-функции, которые принимают структуры C, но их безопасно называют миллионы миллионов раз в один день из кода C++.

Вам должно быть повезло, что у вас был этот вопрос. Это дает понять, что вы не должны там работать.

Answer 3

Когда C++ был разработан, разработчики выяснили, что программисты C полагаются на некоторые вещи, которые разработчики C++ не хотели гарантировать, но не гарантируя их, означало бы, что много кода C, который также был действительным, на C++-коде быть сломанным при использовании в качестве кода на C++. Нежелательно.

Именно поэтому они придумали структуры «POD»: структура, которая не использовала никаких функций C++, могла бы вести себя в C++-программе точно так же, как в программе C (кроме того, что поведение, определенное реализацией, может меняться, поскольку компилятор C и компилятор C++ явно не являются одной и той же реализацией. С другой стороны, компилятор C++, вероятно, просто скопирует определение реализации из компилятора C).

Если вы берете какую-либо простую C-структуру, которая также является допустимой структурой C++ (например, без элементов с именем «класс»), а затем вы просто добавляете «public:» сразу после открытия скобки, затем ее макет, порядок членов, выравнивание и т. д. все могут измениться. Хотя все члены структуры по умолчанию являются общедоступными, поэтому ничего не изменилось. Кроме того, что из-за «общественности»: это больше не POD.