Empty base optimization

빈 기본 하위 객체의 크기를 0으로 허용합니다.

설명

모든 객체 또는 멤버 하위 객체의 크기는 해당 유형이 빈 클래스 유형 (즉, 비정적 데이터 멤버가 없는 클래스 또는 구조체)인 경우에도 최소 1이어야 합니다, ( [[ no_unique_address ]] 를 사용하지 않는 한, 아래 참조) (C++20부터) 동일한 유형의 서로 다른 객체들의 주소가 항상 구별된다는 것을 보장하기 위함입니다.

그러나 기본 클래스 하위 객체는 이러한 제약을 받지 않으며, 객체 레이아웃에서 완전히 최적화되어 제거될 수 있습니다:

struct Base {}; // empty class
struct Derived1 : Base
{
    int i;
};
int main()
{
    // the size of any object of empty class type is at least 1
    static_assert(sizeof(Base) >= 1);
    // empty base optimization applies
    static_assert(sizeof(Derived1) == sizeof(int));
}

빈 기본 클래스 최적화는 빈 기본 클래스 중 하나가 첫 번째 비정적 데이터 멤버의 타입이거나 그 타입의 기본 클래스인 경우 금지됩니다. 왜냐하면 동일한 타입의 두 기본 하위 객체는 가장 파생된 타입의 객체 표현 내에서 서로 다른 주소를 가져야 하기 때문입니다.

이러한 상황의 전형적인 예는 빈 베이스 std::iterator 에서 파생된 std::reverse_iterator 의 나이브 구현으로, 이는 기본 반복자(역시 std::iterator 에서 파생됨)를 첫 번째 비정적 데이터 멤버로 보유합니다.

struct Base {}; // empty class
struct Derived1 : Base
{
    int i;
};
struct Derived2 : Base
{
    Base c; // Base, occupies 1 byte, followed by padding for i
    int i;
};
struct Derived3 : Base
{
    Derived1 c; // derived from Base, occupies sizeof(int) bytes
    int i;
};
int main()
{
    // empty base optimization does not apply,
    // base occupies 1 byte, Base member occupies 1 byte
    // followed by 2 bytes of padding to satisfy int alignment requirements
    static_assert(sizeof(Derived2) == 2*sizeof(int));
    // empty base optimization does not apply,
    // base takes up at least 1 byte plus the padding
    // to satisfy alignment requirement of the first member (whose
    // alignment is the same as int)
    static_assert(sizeof(Derived3) == 3*sizeof(int));
}

struct Empty {}; // empty class
struct X
{
    int i;
    [[no_unique_address]] Empty e;
};
int main()
{
    // the size of any object of empty class type is at least 1
    static_assert(sizeof(Empty) >= 1);
    // empty member optimized out:
    static_assert(sizeof(X) == sizeof(int));
}

참고 사항

빈 베이스 최적화는 할당자 인식 표준 라이브러리 클래스들( std::vector , std::function , std::shared_ptr 등)에서 할당자가 상태를 가지지 않는 경우 해당 할당자 멤버가 추가 저장 공간을 차지하지 않도록 하기 위해 흔히 사용됩니다. 이는 필요한 데이터 멤버 중 하나(예: begin , end , 또는 vector 의 capacity 포인터)를 할당자와 함께 boost::compressed_pair 의 동등한 구조에 저장함으로써 달성됩니다.

MSVC에서 빈 기본 클래스 최적화는 표준 요구 사항과 완전히 호환되지 않습니다 ( Why is the empty base class optimization (EBO) is not working in MSVC? ).

참고문헌

외부 링크