C中具有自引用结构的内存体系结构

Question

我有一个名为 container 的结构。
这个结构有一个名为 obj_mem 的 void 类型的指针，它将指向一些分配的内存。
由于此内存必须能够保持不同的结构，因此我跟踪地址和它包含的每个元素的类型（adress_obj、type_obj）以进行访问和转换。
最后一个属性我的 container 结构是它有一个自引用 child.
因此在运行时间，用户可以创建 children 容器并向其添加 object。

typedef enum tob{ //type of object
   obj1, obj2, obj3, obj4 ...
}t_tob;

typedef struct obj1{
   //declare some stuff
}t_obj1;

typedef struct obj2{
   //declare some stuff
}t_obj2;

typedef struct obj3{
   //declare some stuff
}t_obj3;

typedef struct obj4{
   //declare some stuff
}t_obj4;

typedef struct container{
    int                name_size;
    char*              name;
    int                nmbr_obj;
    t_tob*             type_obj;
    char*              adress_obj;
    void*              mem_obj;
    int                nmbr_child;
    struct container*  child;
}t_container;

然后我有一个处理整个数据的函数：
它处理容器 obj_mem 中的 object。
然后遍历他的 children 并处理他们的 object。
然后遍历他的children的children，处理他们的 object
等等...直到树的尽头。

问题：
我是编程新手，我不确定这是正确的方法。
这段代码会导致大量的 malloc 调用，所以内存不会连续，这是一个问题吗？
有没有更优雅的方式来做这种动态类型的事情？
你有什么书可以帮助我更多地了解这种内存架构吗？
如果这个 post 看起来有点模糊，我很抱歉，但这就是我现在的感受。

感谢您的帮助。

Answer 1

如果您的容器必须保存数据树，则在某种形式下非常需要这样的结构。真正奇怪的一件事是您的对象成员类型是一个指针，通常是一个简单的值。

Answer 2

the memory won't be contiguous, is this a problem ?

这不是问题，但会影响性能。

使用更好的内存局部性（连续内存而不是碎片内存）有助于 CPU 利用它的缓存并最大限度地减少缓存未命中，这在性能方面可能是一件非常重要的事情。

但这并不是最重要的部分。你总是可以稍后优化它。最重要的部分是数据结构实际上做了它需要做的事情。

Is there any more elegant way of doing this dynamic type of things ?

可能吧，但我不确定你想做什么，所以我帮不了你。

通常在编写动态类型系统时，object 的类型是 object 的一部分，即：

struct my_object_s {
   unsigned int type;
   /* common type data*/
   struct vtable_s * vtable;
};

struct my_string_s {
   struct my_object_s header;
   size_t len;
   char str[];
}

这允许 object 独立于它的容器。

Do you have any books who could help me learning more on this kind of memory architecture ?

我在互联网上阅读了我所知道的大部分内容（我确实有几本书，但其中没有多少涉及硬件架构）。

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您可以找到关于 Object 使用 C here 的面向编程的更全面的信息。作者做了大量工作来解释这些概念，并且在创作动态类型时经常（部分或全部）使用这些相同的想法。

例如，通过使用虚函数 table，可以完全避免转换。

另一方面，当您的类型集有限时，通常使用 switch 语句。

enum my_type_enum {
  /** A simple flag object object (`my_object_s`) for NULL. */
  MY_NULL,
  /** A simple flag  object (`my_object_s`) for OK. */
  MY_OK,
  /** A simple flag object (`my_err_s`) that indicates an error. */
  MY_ERR,
  /** A Number object object (`my_number_s`). */
  MY_NUMBER,
  /** A String object (`my_string_s`). */
  MY_STRING,
  /** An Array object object (`my_array_s`). */
  MY_ARRAY,
};

typedef struct { enum my_type_enum type; } my_object_s;

typedef struct {
  my_object_s header;
  size_t len;
  char str[];
} my_string_s;

void example_usage(my_object_s *obj) {
  switch (obj->type) {
  case MY_STRING:
    printf("String: %s", ((my_string_s *)obj)->str);
    break;
  default:
    printf("whatever...");
  }
}

请注意，通过将 my_object_s 作为每个类型的 header，您可以安全地访问 header 数据，就像任何指向 object 的指针一样是一个 my_object_s *，这样你就可以辨别它的基础类型。

C中具有自引用结构的内存体系结构

Memory architecture with self reference structure in C

c

memory-management

self-reference

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