Dlaczego początkowa alokacja w C ++ jest o wiele większa niż w C?

Korzystając z tego samego kodu, po prostu zmiana kompilatora (z kompilatora C na kompilator C ++) zmieni ilość przydzielonej pamięci. Nie jestem do końca pewien, dlaczego tak jest i chciałbym to lepiej zrozumieć. Jak dotąd najlepszą odpowiedzią, jaką otrzymałem, jest „prawdopodobnie strumienie I / O”, co nie jest zbyt opisowe i sprawia, że ​​zastanawiam się nad aspektem C ++ „nie płacisz za to, czego nie używasz”.

Używam kompilatorów Clang i GCC, odpowiednio wersje 7.0.1-8 i 8.3.0-6. Mój system działa na Debianie 10 (Buster), najnowszym. Testy porównawcze są wykonywane za pośrednictwem Valgrind Massif.

#include <stdio.h>

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

Użyty kod się nie zmienia, ale niezależnie od tego, czy kompiluję jako C czy C ++, zmienia wyniki testu porównawczego Valgrind. Wartości pozostają jednak spójne we wszystkich kompilatorach. Przydziały czasu działania (szczyt) dla programu wyglądają następująco:

• GCC (C): 1032 bajtów (1 KB)
• G ++ (C ++): 73744 bajty, (~ 74 KB)
• Clang (C): 1032 bajtów (1 KB)
• Clang ++ (C ++): 73744 bajty (~ 74 KB)

Do kompilacji używam następujących poleceń:

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

W przypadku Valgrind uruchamiam valgrind --tool=massif --massif-out-file=m_compiler_lang ./compiler-langkażdy kompilator i język, a następnie ms_printwyświetlam szczyty.

Czy ja tu robię coś złego?

Użycie sterty pochodzi ze standardowej biblioteki C ++. Przydziela pamięć do użytku wewnętrznej biblioteki podczas uruchamiania. Jeśli nie utworzysz linku przeciwko temu, różnica między wersjami C i C ++ powinna wynosić zero. Dzięki GCC i Clang możesz skompilować plik za pomocą:

g ++ -Wl, - w razie potrzeby main.cpp

Poinstruuje to konsolidator, aby nie łączył się z nieużywanymi bibliotekami. W przykładowym kodzie biblioteka C ++ nie jest używana, więc nie powinna być połączona z biblioteką standardową C ++.

Możesz to również przetestować z plikiem C. Jeśli kompilujesz z:

gcc main.c -lstdc ++

Użycie sterty pojawi się ponownie, nawet jeśli utworzyłeś program w C.

Użycie sterty zależy oczywiście od konkretnej implementacji biblioteki C ++, której używasz. W twoim przypadku jest to biblioteka GNU C ++, libstdc ++ . Inne implementacje mogą nie przydzielać takiej samej ilości pamięci lub mogą nie przydzielać żadnej pamięci w ogóle (przynajmniej nie przy uruchamianiu). Na przykład biblioteka LLVM C ++ ( libc ++ ) nie przydziela sterty przy uruchamianiu, przynajmniej w moim Linuksie maszyna:

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

Użycie sterty jest tym samym, co brak łączenia z nią w ogóle.

(Jeśli kompilacja się nie powiedzie, prawdopodobnie libc ++ nie jest zainstalowane. Nazwa pakietu zwykle zawiera „libc ++” lub „libcxx”).

Ani GCC, ani Clang nie są kompilatorami - w rzeczywistości są programami sterowników narzędzi. Oznacza to, że wywołują kompilator, asembler i konsolidator.

Jeśli skompilujesz swój kod za pomocą kompilatora C lub C ++, otrzymasz ten sam wyprodukowany zestaw. Asembler wyprodukuje te same obiekty. Różnica polega na tym, że sterownik toolchain będzie dostarczał różne dane wejściowe do konsolidatora dla dwóch różnych języków: różnych startów (C ++ wymaga kodu do wykonywania konstruktorów i destruktorów dla obiektów ze statycznym lub lokalnym wątkiem czasu trwania na poziomie przestrzeni nazw i wymaga infrastruktury dla stosu ramki do obsługi rozwijania podczas przetwarzania wyjątków), standardową bibliotekę C ++ (która również zawiera obiekty o statycznym czasie trwania na poziomie przestrzeni nazw) i prawdopodobnie dodatkowe biblioteki uruchomieniowe (na przykład libgcc z infrastrukturą rozwijania stosu).

Krótko mówiąc, to nie kompilator powoduje zwiększenie rozmiaru, ale linkowanie rzeczy, które wybrałeś, wybierając język C ++.

To prawda, że ​​C ++ ma filozofię „płać tylko za to, czego używasz”, ale używając języka, płacisz za to. Możesz wyłączyć części języka (RTTI, obsługa wyjątków), ale wtedy nie używasz już C ++. Jak wspomniano w innej odpowiedzi, jeśli w ogóle nie korzystasz z biblioteki standardowej, możesz poinstruować sterownik, aby to pominął (--Wl, - w razie potrzeby), ale jeśli nie zamierzasz używać żadnej z funkcji C ++ lub jego biblioteki, dlaczego w ogóle wybierasz C ++ jako język programowania?