В компьютерном программировании вектор распределения представляет собой структуру данных, используемую для хранения информации об объекте данных , [1] в частности, о его структуре памяти .
Векторы допинга чаще всего используются для описания массивов , которые обычно хранят несколько экземпляров определенного типа данных в виде непрерывного блока памяти. Например, массив, содержащий 100 элементов, каждый из которых занимает 32 байта, требует 100 × 32 байта. Сам по себе такой блок памяти не имеет места для отслеживания того, насколько велик массив (или другой объект) в целом, насколько велик каждый элемент в нем или сколько элементов он содержит. Вектор допинга — это место для хранения такой информации. Векторы допинга также могут описывать структуры , которые могут содержать массивы или переменные элементы.
Если такой массив хранится непрерывно, с первым байтом в ячейке памяти M , то его последний байт находится в ячейке M + 3199 . Главным преимуществом такого расположения является то, что найти элемент N легко: он начинается в ячейке M + ( N × 32) . Конечно, значение 32 должно быть известно (это значение обычно называют «шагом» массива или «шириной» элементов массива). Навигация по структуре данных массива с использованием индекса называется точным счислением .
Однако эта компоновка (без добавления векторов допинга) означает, что наличия местоположения элемента N недостаточно для обнаружения самого индекса N; или шага; или того, есть ли элементы в N − 1 или N + 1. Например, функция или метод могут перебирать все элементы в массиве и передавать каждый из них другой функции или методу, которые вообще не знают, является ли элемент частью массива, не говоря уже о том, где и насколько велик массив.
Без dope-вектора даже знание адреса всего массива не скажет вам, насколько он большой. Это важно, поскольку запись в элемент N + 1 в массиве, содержащем только N элементов, скорее всего, уничтожит некоторые другие данные. Поскольку многие языки программирования рассматривают строки символов как своего рода массив, это напрямую приводит к печально известной проблеме переполнения буфера .
Вектор допинга уменьшает эти проблемы, сохраняя небольшое количество метаданных вместе с массивом (или другим объектом). С векторами допинга компилятор может легко (и опционально) вставлять код, который предотвращает случайную запись за пределами конца массива или другого объекта. В качестве альтернативы программист может получить доступ к вектору допинга, когда это необходимо, для безопасности или других целей.
Точный набор метаданных, включенных в dope-вектор, варьируется в зависимости от языка и/или операционной системы, но dope-вектор для массива может содержать:
Затем программа может ссылаться на массив (или другой объект, использующий dope-вектор), ссылаясь на dope-вектор. Это обычно происходит автоматически в языках высокого уровня . Получение элемента массива стоит немного больше (обычно одна инструкция, которая извлекает указатель на фактические данные из dope-вектора). С другой стороны, выполнение многих других общих операций проще и/или быстрее:
Даже с dope-вектором наличие (только) указателя на конкретный элемент массива не позволяет найти позицию в массиве или местоположение массива или самого dope-вектора. Если это необходимо, такую информацию можно добавить к каждому элементу в массиве. Такая информация поэлементно может быть полезна, но не является частью dope-вектора.
Векторы допинга могут быть общим средством, общим для нескольких типов данных (не только массивов и/или строк). [2]