为什么 C++ 的初始分配比 C 的大得多？

Question

当使用相同的代码时，只需更改编译器（从 C 编译器到 C++ 编译器）就会改变分配的内存量。我不太确定为什么会这样，并且想更多地了解它。到目前为止，我得到的最好的回应是 "probably the I/O streams"，它的描述性不强，让我想知道 C++ 的 "you don't pay for what you don't use" 方面。

我使用的是 Clang 和 GCC 编译器，版本分别为 7.0.1-8 和 8.3.0-6。我的系统运行ning 在 Debian 10 (Buster) 上，最新。基准测试是通过 Valgrind Massif 完成的。

#include <stdio.h>

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

使用的代码没有改变，但无论我编译为 C 还是 C++，它都会改变 Valgrind 基准测试的结果。但是，这些值在编译器之间保持一致。运行程序的时间分配（峰值）如下：

GCC (C)：1,032 字节 (1 KB)
G++ (C++)：73,744 字节，（~74 KB）
Clang (C)：1,032 字节 (1 KB)
Clang++ (C++)：73,744 字节（~74 KB）

为了编译，我使用了以下命令：

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

对于 Valgrind，我在每个编译器和语言上运行 valgrind --tool=massif --massif-out-file=m_compiler_lang ./compiler-lang，然后 ms_print 用于显示峰值。

我是不是做错了什么？

Answer 1

堆使用来自C++标准库。它在启动时分配内存供内部库使用。如果你不 link 反对它，C 和 C++ 版本之间应该有零差异。使用 GCC 和 Clang，您可以使用以下命令编译文件：

g++ -Wl,--as-needed main.cpp

这将指示 linker 不要 link 反对未使用的库。在您的示例代码中，没有使用 C++ 库，因此它不应该 link 针对 C++ 标准库。

您也可以使用 C 文件进行测试。如果你编译：

gcc main.c -lstdc++

堆使用情况将重新出现，即使您已经构建了 C 程序。

堆的使用显然取决于您使用的特定 C++ 库实现。在你的例子中，那是 GNU C++ 库，libstdc++. Other implementations might not allocate the same amount of memory, or they might not allocate any memory at all (at least not on startup.) The LLVM C++ library (libc++) 例如在启动时不进行堆分配，至少在我的 Linux 机器上是这样：

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

堆的使用与完全不link一样。

（如果编译失败，则可能是libc++没有安装，包名一般包含"libc++"或"libcxx"。）

Answer 2

GCC 和 Clang 都不是编译器——它们实际上是工具链驱动程序。这意味着它们调用编译器、汇编器和链接器。

如果您使用 C 或 C++ 编译器编译代码，您将得到相同的程序集。汇编程序将生成相同的对象。不同之处在于，工具链驱动程序将为两种不同的语言提供不同的输入到链接器：不同的启动（C++ 需要代码为在命名空间级别具有静态或 thread-local 存储持续时间的对象执行构造函数和析构函数，并且需要基础结构例如，用于在异常处理期间支持展开的堆栈帧）、C++ 标准库（在名称空间级别也有静态存储持续时间的对象），以及可能的其他运行时库（例如，libgcc 及其 stack-unwinding 基础设施).

简而言之，导致占用空间增加的不是编译器，而是您通过选择 C++ 语言选择使用的内容的链接。

C++ 确实具有 "pay only for what you use" 哲学，但使用该语言需要付出代价。您可以禁用部分语言（RTTI、异常处理），但您不再使用 C++。正如另一个答案中提到的，如果您根本不使用标准库，您可以指示驱动程序将其省略 (--Wl,--as-needed) 但如果您不打算使用任何C++ 或其库的特性，你为什么还要选择 C++ 作为编程语言？

为什么 C++ 的初始分配比 C 的大得多？

Why is C++ initial allocation so much larger than C's?

c

c++

benchmarking