Question

从Stroustrup的Foundations of C++开始，他提供了一种纯粹的面向对象语言（第4页）。

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

他认为纯粹的面向对象语言中的a是在堆上分配的，而a的内存布局如下所示：

可能的大小是 3 * sizeof（参考）+ 3 * sizeof（heap_overhead）+ 4 * sizeof（double）。假设引用是一个单词而堆开销是两个单词，我们得到的可能大小为19个单词，与C ++的8个单词进行比较。这种内存开销伴随着分配和间接访问元素的运行时开销。间接访问内存通常会导致缓存利用率出现问题并限制可ROM性。

我注意到最高参考没有堆开销（白色矩形）。

我想这是一种普遍的现象，而不是纯粹的OO示例语言。

但是我找不到任何参考（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，我忘记发布我的原始猜测。（道歉，这是我的错。）

实际上，我也认为因为a本身可能在堆栈或其他地方分配，所以它本身不会有堆开销。但后来，我注意到BS也说：

将此与“纯面向对象语言”中更典型的布局进行比较，其中 each user-defined object is allocated separately on the heap 并通过引用进行访问...

第4页

。

所以，我认为他已经将实现限制为仅限堆（或无堆栈）。

（当然，也许我正在读这句话太多了。）

Answer 1

顶层参考生活在任何地方。以下是一些选项：

它可以存在于堆栈中。代码中的a可以表示为。
它嵌入到现有对象中。
分配内存只是保持句柄。在这种情况下，它会产生内存开销。
它是一个全球性的实体。
引用可以存在于寄存器中。代码中的a也可以表示为，在这种情况下，它既没有堆开销也没有内存开销：相反，它只是＆＃34;只有＆＃34;需要使用注册表。

在此上下文中的主要实现是这些引用不是实际对象，即，您不能引用引用。结果，不需要保持参考的位置固定。它们可以（并且它们实际上代表它们时）实际值。典型实现中的引用值是对象的地址。

其他实体是对象：

类complex用于创建一个实际嵌入奇数double＆＃34;对象＆＃34;这也是价值而不是实际的对象。
a是此模型中引用两个complex对象的数组对象。

Answer 2

当您在堆上存储时，会出现堆开销。这两个complex值存储在堆上，因此它们会产生开销。引用数组也存储在堆上，因此会产生开销。

但是，对数组的引用是 not 存储在堆上。通常，此引用将作为本地变量放在堆栈上，或者可以通过使用CPU寄存器来优化堆栈存储。在任何一种情况下，引用本身只是一个本地指针变量，它本身没有堆分配开销。

Answer 3

这里的想法是顶层引用要么是堆栈上的本地/参数/寄存器中（没有堆开销），要么是更大结构的一部分（反过来可能在堆上分配），但我们不计算它的开销，因为它不是特定于这个特定的引用，而是在其他数据成员之间共享。）

实际上，我也认为因为a本身可能会在堆栈上分配   或者其他任何东西，所以它本身不会有堆开销。但后来我注意到了   BS还说：


将此与“纯面向对象语言”中更典型的布局进行比较，其中 each user-defined object is allocated separately on the heap 并通过引用进行访问...

     第4页中的
。

所以，我认为他已经将实现限制为仅限堆（或者   堆栈更小）。

（当然，也许我对这句话读得太多了）

我认为你正在阅读太多内容。 Stroustroup所指的现实世界语言（例如Python，Java或C＃ - 如果我们将自己局限于盒装类型）确实有一个包含普通引用数组的“常规”堆栈。

Answer 4

complex a[ ] = { {1,2}, {3,4} };

让我们打破这种 - 自下而上的方法。

您有两个列表已初始化的complex个对象：Complex{1,2}和Complex{3,4}。

复杂{double，double}

每个complex对象都有double值的堆地址（白色）和占用的空间（蓝色）。

接下来是外部{大括号，列表初始化 array个Complex个对象。

array {Complex1，Complex2}

它具有array对象（白色）的地址，以及两个Complex对象的两个引用（蓝色）。

最后，complex a没有任何开销，因为这只是一个存在于堆栈中的局部变量。

为什么基本引用没有堆开销？

更新

4 个答案: