C ++の初期割り当てがCよりもはるかに大きいのはなぜですか?

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Rerumu 2019-06-21 08:43.

同じコードを使用する場合、コンパイラーを(CコンパイラーからC ++コンパイラーに)変更するだけで、割り当てられるメモリーの量が変更されます。これがなぜなのかよくわかりませんが、もっと理解したいと思います。これまでのところ、私が得た最良の応答は「おそらくI / Oストリーム」です。これはあまり説明的ではなく、C ++の「使用しないものにお金を払わない」という側面について疑問に思います。

私はClangコンパイラとGCCコンパイラ、それぞれバージョン7.0.1-8と8.3.0-6を使用しています。私のシステムは最新のDebian10(Buster)で実行されています。ベンチマークはValgrindMassifを介して行われます。

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

使用されるコードは変更されませんが、CとしてコンパイルするかC ++としてコンパイルするかにかかわらず、Valgrindベンチマークの結果が変更されます。ただし、値はコンパイラ間で一貫しています。プログラムの実行時割り当て(ピーク)は次のようになります。

  • GCC(C):1,032バイト(1 KB)
  • G ++(C ++):73,744バイト、(〜74 KB)
  • Clang(C):1,032バイト(1 KB)
  • Clang ++(C ++):73,744バイト(〜74 KB)

コンパイルには、次のコマンドを使用します。

clang -O3 -o c-clang ./main.c
gcc -O3 -o c-gcc ./main.c
clang++ -O3 -o cpp-clang ./main.cpp
g++ -O3 -o cpp-gcc ./main.cpp

Valgrindの場合、valgrind --tool=massif --massif-out-file=m_compiler_lang ./compiler-lang各コンパイラと言語で実行してからms_print、ピークを表示します。

私はここで何か間違ったことをしていますか?

2 answers

149
Nikos C. 2019-06-21 09:08.

ヒープの使用法は、C ++標準ライブラリから取得されます。起動時に内部ライブラリで使用するためのメモリを割り当てます。それに対してリンクしない場合は、CバージョンとC ++バージョンの間に違いはありません。GCCとClangを使用すると、次のコマンドでファイルをコンパイルできます。

g ++ -Wl、-必要に応じてmain.cpp

これにより、未使用のライブラリに対してリンクしないようにリンカに指示されます。サンプルコードでは、C ++ライブラリは使用されていないため、C ++標準ライブラリに対してリンクしないでください。

これをCファイルでテストすることもできます。でコンパイルする場合:

gcc main.c -lstdc ++

Cプログラムを作成した場合でも、ヒープ使用量が再び表示されます。

ヒープの使用は、使用している特定のC ++ライブラリの実装に明らかに依存しています。あなたの場合、それはGNU C ++ライブラリlibstdc ++です。他の実装では、同じ量のメモリが割り当てられないか、メモリがまったく割り当てられない可能性があります(少なくとも起動時ではありません)。たとえば、LLVM C ++ライブラリ(libc ++)は、起動時に、少なくとも私のLinuxではヒープ割り当てを行いません。機械:

clang ++ -stdlib = libc ++ main.cpp

ヒープの使用は、ヒープに対してまったくリンクしないことと同じです。

(コンパイルが失敗した場合、libc ++はおそらくインストールされていません。パッケージ名には通常「libc ++」または「libcxx」が含まれています。)

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Stephen M. Webb 2019-06-22 03:23.

GCCもClangもコンパイラではなく、実際にはツールチェーンドライバプログラムです。つまり、コンパイラ、アセンブラ、およびリンカを呼び出します。

CまたはC ++コンパイラを使用してコードをコンパイルすると、同じアセンブリが生成されます。アセンブラは同じオブジェクトを生成します。違いは、ツールチェーンドライバーが2つの異なる言語のリンカーに異なる入力を提供することです:異なるスタートアップ(C ++は、名前空間レベルで静的またはスレッドローカルストレージ期間を持つオブジェクトのコンストラクターとデストラクタを実行するためのコードを必要とし、スタックのインフラストラクチャを必要としますたとえば、例外処理中のアンワインドをサポートするフレーム)、C ++標準ライブラリ(名前空間レベルで静的ストレージ期間のオブジェクトもあります)、およびおそらく追加のランタイムライブラリ(たとえば、スタックアンワインドインフラストラクチャを備えたlibgcc)。

要するに、フットプリントの増加を引き起こしているのはコンパイラではなく、C ++言語を選択することによって使用することを選択したもののリンクインです。

C ++には「使用した分だけ支払う」という哲学があるのは事実ですが、言語を使用することで、あなたはそれに対して支払うことになります。言語の一部(RTTI、例外処理)を無効にすることはできますが、その場合はC ++を使用しなくなります。別の回答で述べたように、標準ライブラリをまったく使用しない場合は、ドライバーにそれを除外するように指示できます(--Wl、-必要に応じて)が、機能を使用しない場合はC ++またはそのライブラリの場合、プログラミング言語としてC ++を選択するのはなぜですか?

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