Les types abstraits de données (ADT)

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01/09/2010, 18h54
Emmanuel Delahaye

Les types abstraits de données (ADT)

Les types abstraits de données (ADT)

Citation:

Cet article présente la possibilité de programmer en C en utilisant une approche plus 'objet' que 'fonction'.

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:merci:

Bonjour,

Emmanuel ne me répondra sûrement pas (sauf si un mail de notification lui fait lâcher son luth :mouarf:), mais d'autres pourront m'éclairer sur le sujet.

Ma question concerne l’initialisation dans le constructeur :
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 struct objet * objet_create (void) { struct objet * self = malloc (sizeof *self); if (self != NULL) { /* initialisation a 0 */ static const struct objet z = {0}; *self = z; } return self; }
Je m'interroge sur l'intérêt d'utiliser une copie, a fortiori d'une variable static.

Question 1 : pourquoi ne pas simplement faire self->data = 0; ? On pourra me dire que si la structure est longue, c'est plus long à écrire mais ce sera aussi plus clair qu'une liste initialisation (notamment si on ne souhaite pas mettre que des zéros. La partie V-C-3. Remarque laisse penser que cette technique z = {0} est surtout adaptée pour tout mettre à zéro de manière compacte).

Question 2 : pourquoi déclarer z comme étant static ? Y a t-il un gain en performance ou en utilisation mémoire par rapport à la création d'une variable locale à chaque appel ?

Question 3 : le const relève purement de la bonne pratique ou a t-il aussi un intérêt pour une potentielle optimisation ?

Merci d'avance pour vos réponses :ccool:

05/06/2013, 14h06
diogene

1 - Définir un objet z pour l'initialisation permet de l'utiliser avec une simple assignation entre structures ce qui est certainement plus efficace que l'initialisation champ par champ. C'est pratiquement aussi clair à la lecture à mon avis, en centralisant les valeurs, à condition que la structure ne soit pas trop grosse. Mais même dans ce cas, on peut nommer les initialiseurs (en C99) ce qui rend toute la clarté à l'écriture.

2- Le fait de le déclarer static permet qu'il soit créé et initialisé une et une seule fois avant même le début de l'exécution du programme au lieu d'être créé, initialisé et détruit à chaque appel et d'encombrer la pile.

3- Le fait de le déclarer const permet probablement au compilateur de le créer dans la section code plutôt que dans la section des globales si il le préfère.
05/06/2013, 14h38
ternel
Je suis peut-être à coté de la plaque, mais en quoi est-ce plus efficace que ceci?
Code:

1 2 3 struct objet * objet_create (void) { return calloc (1, sizeof *self); }
Il me semble que justement calloc zérote toute la zone mémoire allouée

@leternel : si tu veux tout mettre à zéro, c'est peut-être mieux. Mais tu perds la finesse de valeurs autres que zéro, tu dois être moins générique...

@diogene : je n'avais effectivement pas pensé aux designated initializers pour augmenter la lisibilité si le nombre de champs augmente. C'est une bonne idée ! ;)

Pour regarder un peu plus en détails la différence entre la copie d'une structure et l'affectation champ par champ, j'ai fait un petit code et je regarde le résultat de la compilation de MinGW (avec l'option -O3) avec l'utilitaire objdump.exe.

Voici le code :

Code:

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
struct objet
{
   int data;
   int again;
   float and;
};
 
struct objet *self;
 
void field(void)
{
    self->data = 0;
    self->again = 0;
    self->and = 0.0;
}
 
void copy_static(void)
{
    struct objet z = {0};
    *self = z;
}
 
int main(void)
{
    self = malloc(sizeof *self);
 
    field();
    copy_static();
 
    return 0;
}

Et voici le résultat d'objdump :

Code:

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main.o:     file format pe-i386
 
 
Disassembly of section .text:
 
00000000 <_field>:
   0:	55                   	push   %ebp
   1:	89 e5                	mov    %esp,%ebp
   3:	a1 00 00 00 00       	mov    0x0,%eax
   8:	c7 00 00 00 00 00    	movl   $0x0,(%eax)
   e:	a1 00 00 00 00       	mov    0x0,%eax
  13:	c7 40 04 00 00 00 00 	movl   $0x0,0x4(%eax)
  1a:	8b 15 00 00 00 00    	mov    0x0,%edx
  20:	a1 00 00 00 00       	mov    0x0,%eax
  25:	89 42 08             	mov    %eax,0x8(%edx)
  28:	5d                   	pop    %ebp
  29:	c3                   	ret    
 
0000002a <_copy_static>:
  2a:	55                   	push   %ebp
  2b:	89 e5                	mov    %esp,%ebp
  2d:	57                   	push   %edi
  2e:	56                   	push   %esi
  2f:	53                   	push   %ebx
  30:	83 ec 10             	sub    $0x10,%esp
  33:	8d 5d e8             	lea    -0x18(%ebp),%ebx
  36:	b0 00                	mov    $0x0,%al
  38:	ba 0c 00 00 00       	mov    $0xc,%edx
  3d:	89 df                	mov    %ebx,%edi
  3f:	89 d1                	mov    %edx,%ecx
  41:	f3 aa                	rep stos %al,%es:(%edi)
  43:	a1 00 00 00 00       	mov    0x0,%eax
  48:	89 c2                	mov    %eax,%edx
  4a:	8d 5d e8             	lea    -0x18(%ebp),%ebx
  4d:	b8 03 00 00 00       	mov    $0x3,%eax
  52:	89 d7                	mov    %edx,%edi
  54:	89 de                	mov    %ebx,%esi
  56:	89 c1                	mov    %eax,%ecx
  58:	f3 a5                	rep movsl %ds:(%esi),%es:(%edi)
  5a:	83 c4 10             	add    $0x10,%esp
  5d:	5b                   	pop    %ebx
  5e:	5e                   	pop    %esi
  5f:	5f                   	pop    %edi
  60:	5d                   	pop    %ebp
  61:	c3                   	ret    
 
00000062 <_main>:
  62:	55                   	push   %ebp
  63:	89 e5                	mov    %esp,%ebp
  65:	83 e4 f0             	and    $0xfffffff0,%esp
  68:	83 ec 10             	sub    $0x10,%esp
  6b:	e8 00 00 00 00       	call   70 <_main+0xe>
  70:	c7 04 24 0c 00 00 00 	movl   $0xc,(%esp)
  77:	e8 00 00 00 00       	call   7c <_main+0x1a>
  7c:	a3 00 00 00 00       	mov    %eax,0x0
  81:	e8 7a ff ff ff       	call   0 <_field>
  86:	e8 9f ff ff ff       	call   2a <_copy_static>
  8b:	b8 00 00 00 00       	mov    $0x0,%eax
  90:	c9                   	leave  
  91:	c3                   	ret    
  92:	90                   	nop
  93:	90                   	nop

J'ai ensuite rajouté le mot-clé static --> static struct objet z = {0};. On obtient cette fois pour la fonction modifiée (le reste ne change pas, normal) :

Code:

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0000002a <_copy_static>:
  2a:	55                   	push   %ebp
  2b:	89 e5                	mov    %esp,%ebp
  2d:	57                   	push   %edi
  2e:	56                   	push   %esi
  2f:	53                   	push   %ebx
  30:	a1 00 00 00 00       	mov    0x0,%eax
  35:	89 c2                	mov    %eax,%edx
  37:	bb 00 00 00 00       	mov    $0x0,%ebx
  3c:	b8 03 00 00 00       	mov    $0x3,%eax
  41:	89 d7                	mov    %edx,%edi
  43:	89 de                	mov    %ebx,%esi
  45:	89 c1                	mov    %eax,%ecx
  47:	f3 a5                	rep movsl %ds:(%esi),%es:(%edi)
  49:	5b                   	pop    %ebx
  4a:	5e                   	pop    %esi
  4b:	5f                   	pop    %edi
  4c:	5d                   	pop    %ebp
  4d:	c3                   	ret

Enfin, avec le mot-clé const :

Code:

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0000002a <_copy_static>:
  2a:	55                   	push   %ebp
  2b:	89 e5                	mov    %esp,%ebp
  2d:	57                   	push   %edi
  2e:	53                   	push   %ebx
  2f:	a1 00 00 00 00       	mov    0x0,%eax
  34:	89 c3                	mov    %eax,%ebx
  36:	b0 00                	mov    $0x0,%al
  38:	ba 0c 00 00 00       	mov    $0xc,%edx
  3d:	89 df                	mov    %ebx,%edi
  3f:	89 d1                	mov    %edx,%ecx
  41:	f3 aa                	rep stos %al,%es:(%edi)
  43:	5b                   	pop    %ebx
  44:	5f                   	pop    %edi
  45:	5d                   	pop    %ebp
  46:	c3                   	ret

On voit donc bien que static const produit une bien meilleure copie de structure la première copie naive.

Sauf qu'en l'état actuel, je n'ai pas l'impression que la méthode par copie de structure soit plus performante que l'affection champ par champ. Mais je ne suis pas assez connaisseur en assembleur pour tirer une conclusion sérieuse... :oops:

05/06/2013, 15h59
kwariz
Bonjour,

static const struct objet z; et static const struct objet z={0}; ont normalement exactement le même effet puisque toute variable statique est initialisée avec des 0, enfin plus précisément avec des valeurs nulles apropriées (0, NULL, 0.0, etc ...). Le préciser sert uniquement à la lecture et à la compréhension, puisque de toute façon il n'y aura pas de code généré pour ça. Si les valeurs par défaut doivent être différentes alors il devient utile de les préciser (ce qui ne produira toujours pas de code pour z), mais à titre personnel j'utiliserais dans la mesure du possible une fonction pour cela (quitte à utiliser la même technique).
Un avantage est lors de la maintenance du code (parfois), on rajoute des champs, on en enlève mais l'initialisation reste (normalement) correcte, même si cela peut s'avérer dangeureux.

La différence entre un calloc et cette méthode :
- calloc met tous les bits à 0. L'initialisation met des valeurs nulles. Personnellement je n'ai jamais rencontré de plateformes où NULL ne «vaut» pas 0, ou où le réel 0 ne peut pas être encodé uniquement avec des bits 0.
- l'initialisation pourrait contenir des valeurs non nulles, ce qui fait «du travail en double» si on modifie ensuite les champs.
Utiliser const est certainement une bonne pratique si elle est utilisée à bon escient. Tout comme utiliser restrict, _Noreturn ou même inline d'ailleurs. Toute indication utile permet au compilateur de produire du code meilleur/plus performant/...
gcc implémente plusieurs attributs qui sont très utiles pour lui indiquer qu'une fonction renvoie un pointeur nouvellement alloué, qu'une fonction est pure, etc. Cela te lie au compilo, même si clang ou icc permettent aux aussi de le faire.