c++ - 为什么基本引用没有堆开销？

Question

来自 Stroustrup的Foundations of C++ ，他提供了一种纯面向对象的语言(见第 4 页)。

class complex { double re, im; /* … */ };
complex a[ ] = { {1,2}, {3,4} };

他假设纯面向对象语言中的a分配在heap上，a的内存布局如下:

The likely size is 3*sizeof(reference)+3*sizeof(heap_overhead)+4*sizeof(double). Assuming a reference to be one word and the heap overhead to be two words, we get a likely size of 19 words to compare to C++’s 8 words. This memory overhead comes with a run-time overhead from allocation and indirect access to elements. That indirect access to memory typically causes problems with cache utilization and limits ROMability.

我注意到最上面的引用没有堆开销(白色矩形)。

我猜这是一种普遍现象，而不是为纯 OO 示例语言指定的。

但我找不到任何引用资料(我承认这不是一个搜索引擎友好的问题)。

更新

感谢您的回答。但是，我忘了发布我最初的猜测。 (抱歉，这是我的错。)

其实我也想过因为a本身可能分配在栈上或者其他地方，它本身不会有堆开销。但后来，我注意到 BS 还说:

Compare this with a more typical layout from a “pure object-oriented language” where each user-defined object is allocated separately on the heap and accessed through a reference...

在第 4 页。

所以，我认为他将实现限制为仅堆(或无堆栈)。

(当然，也许我对这句话读得太多了。)

Answer 1

顶级引用存在于它所在的任何地方。这里有几个选项:

1. 它可以存在于堆栈中。代码中的a可以这样表示。
2. 它嵌入到现有对象中。
3. 分配内存仅用于保存句柄。在这种情况下，它会产生内存开销。
4. 它作为一个全局实体存在。
5. 引用可以存在于寄存器中。代码中的 a 也可以这样表示，在这种情况下，它既没有堆开销也没有内存开销:相反，它“仅”需要使用寄存器。

在这种情况下的主要实现是这些引用不是实际的对象，即，您不能对引用进行引用。因此，不需要保持引用的位置固定。它们可以是(并且当它们被实际表示时)实际值。典型实现中引用的值是对象的地址。

其他实体是对象:

• complex 类用于创建一个对象，该对象实际上嵌入到奇数 double “对象”，这些“对象”也是值而不是实际对象。
• a 是该模型中的一个数组对象，它引用了两个 complex 对象。