コンパイラエラー

C3890 コンパイラエラーについて解説:リテラルデータメンバーのアドレス取得エラーの原因と対処法

c3890 エラーは、リテラルデータメンバーのアドレスを取得しようとした場合に発生するコンパイルエラーです。

CLI環境では、リテラルがガベージコレクションヒープ上に存在し、オブジェクトの位置が変わる可能性があるため、固定アドレスの利用が認められていません。

C3890 エラーの概要

コンパイラエラー C3890 は、C++/CLI などの環境で発生するエラーで、リテラルデータメンバーのアドレス取得に関する問題です。

このエラーは、特定のリテラルデータメンバーに対してアドレス演算子(&)を使用した際に発生します。

対象となるリテラルデータメンバーはガベージコレクションヒープ上に存在するため、そのアドレスを直接取得することが制限されています。

コンパイル時にこのエラーが発生すると、コンパイラはリテラルデータメンバーが割り当てられるメモリ領域がガベージコレクションヒープ上であるため、アドレスが不安定である点を理由にエラーを出力します。

エラーメッセージは通常、以下のように表示されます。

'var': リテラル データ メンバーのアドレスを取得できません

エラーの意味と発生状況

エラーの意味は、ガベージコレクションヒープ上に配置されるリテラルデータメンバーのアドレスは、ガーベジコレクションのために移動される可能性があり、固定されないことを示しています。

つまり、コンパイラはそのアドレスを取得しても意味がなく、プログラムの安定性が損なわれる可能性があるため、禁止しています。

発生状況は、主に以下のようなコードにおいて確認されます。

  • ref struct などのマネージオブジェクトで定義されたリテラルデータメンバーに対して、アドレス演算子を適用した場合。
  • アドレスを変数に代入して使用しようとした場合。

このエラーが発生する具体的な状況のため、エラーが示す対象に対する修正や代替手段を検討する必要があります。

対象コード例の紹介

以下のコード例は、コンパイラエラー C3890 が発生する状況を示しています。

コード内のコメントには、エラーが発生する具体的な箇所が記述されています。

#include <cstdio>
// C3890.cpp
// コンパイル: /clr を指定してコンパイルしてください
ref struct MyStruct {
    // リテラルデータメンバーの定義
    literal int staticConst = 9;
};
int main() {
    // 以下の行は、リテラルデータメンバーのアドレス取得を試みているためエラーになります
    int* ptr = (int*)&MyStruct::staticConst;  // コンパイラエラー C3890 が発生
    // アドレス取得を行わない場合は正常にコンパイルされます
    int value = MyStruct::staticConst;
    printf("Value: %d\n", value);
    return 0;
}
output
Value: 9

この例では、MyStruct::staticConst のアドレスを取得しようとするとコンパイラがエラーを発生させることが説明されています。

エラー発生の原因

C3890 エラーが発生する主な原因は、リテラルデータメンバーがガベージコレクションヒープに存在するためです。

このヒープ上に存在するオブジェクトは、メモリの再配置が行われるためアドレスが一意に固定されません。

そのため、アドレスを取得することが許可されていません。

ガベージコレクションヒープの特性

マネージド環境において、ガベージコレクションヒープはメモリの効率的な利用や断片化の防止を目的とした仕組みです。

このヒープの特性により、オブジェクトは必要に応じて移動される場合があります。

オブジェクトの移動性とアドレス取得制約

オブジェクトがガベージコレクションヒープ上に配置されている場合、コンパイラはオブジェクトの物理的なアドレスを保証できません。

つまり、オブジェクトが移動されると事前に取得したアドレスが無効になるため、アドレス演算子を使用して取得したアドレスは安全性が確保できないという問題があります。

これがコンパイラエラー C3890 の主な原因です。

リテラルデータメンバーに対する制限理由

リテラルデータメンバーは、コンパイル時に値が決定される定数ですが、特殊な環境下で定義されるため、アドレスが確定しません。

具体的には以下の理由があります。

  • リテラルデータメンバーはガベージコレクションヒープ上に存在するため、位置が変更される可能性がある。
  • アドレス取得による参照は、プログラムの動作に予測困難な影響を及ぼす場合がある。
  • 定数として利用する際にアドレスが必要なケースは少なく、アドレス取得によるメリットが薄い。

これらの理由から、コンパイラはリテラルデータメンバーのアドレス取得を禁止しており、エラー C3890 が発生します。

コード例の詳細解析

リテラルデータメンバーに対するアドレス演算子の使用がなぜエラーに繋がるのか、対象コード例と正常な記述の比較を通して詳しく解析していきます。

エラーが発生する箇所の解説

前述のコード例では、MyStruct::staticConst に対してアドレス演算子 & を使用しています。

もし以下のように使用した場合、

int* ptr = (int*)&MyStruct::staticConst;

コンパイラは、リテラルデータメンバーがガベージコレクションヒープ上に存在し、アドレスが安定しないという理由から、このコードをエラー C3890 として認識します。

アドレスを参照すること自体に意味がほとんどなく、不安定な結果を招く可能性があるためです。

正常な記述との比較

リテラルデータメンバーはそのまま値として利用することで、エラーを回避することができます。

以下は、正常に動作するコード例です。

#include <cstdio>
// 正常動作するコード例
ref struct MyStruct {
    // リテラルデータメンバーとして定義
    literal int staticConst = 9;
};
int main() {
    // アドレス取得せずに、その値をそのまま利用する
    int value = MyStruct::staticConst;
    printf("Value: %d\n", value);
    return 0;
}
output
Value: 9

このコード例では、リテラルデータメンバー MyStruct::staticConst の値を直接変数 value に代入しています。

これにより、アドレス取得を行わずに定数が利用できるため、エラー C3890 は発生しません。

正しいコード実装例の説明

正しく実装する場合、リテラルデータメンバーは常に直接参照し、アドレスを取得しないように記述することが重要です。

リテラルメンバーはコンパイル時にその値が既に確定しており、参照用ポインタが必要なシナリオは稀なため、単に値を利用することで問題を回避できます。

下記のポイントに留意してください。

  • リテラルデータメンバーの値は固定されているため、ポインタを使用して操作する必要がない。
  • 他の定数定義(例えば constexpr )と同様に、そのまま値として利用する方法が最適です。

エラー対処法

エラー C3890 を回避するための基本的な対処法は、リテラルデータメンバーのアドレスを取得しないようコードを修正する方法です。

以下のセクションでは、具体的な修正方法とその例、また動作確認時に注意すべき点を解説します。

修正方法の解説

リテラルデータメンバーのアドレス取得が原因のエラーの場合、修正方法としては単に値を直接利用する形に変更することです。

すなわち、アドレス演算子&の使用を避け、リテラル値そのものを変数に代入する記述に変更します。

この修正により、以下の利点があります。

  • ガベージコレクションヒープ上のオブジェクトの移動性に起因する問題を回避できる。
  • プログラムの安全性と可読性が向上する。

修正例の具体的記述

修正前のコード例:

#include <cstdio>
ref struct MyStruct {
    literal int staticConst = 9;
};
int main() {
    // 修正前: アドレス取得を試みる(エラー発生)
    int* ptr = (int*)&MyStruct::staticConst; // エラー C3890
    int value = MyStruct::staticConst;
    printf("Value: %d\n", value);
    return 0;
}

修正後のコード例:

#include <cstdio>
ref struct MyStruct {
    literal int staticConst = 9;
};
int main() {
    // 修正後: アドレス取得を行わず、値を直接利用する
    int value = MyStruct::staticConst;
    printf("Value: %d\n", value);
    return 0;
}
output
Value: 9

この修正例では、リテラルデータメンバーのアドレスを使用せずに値そのものを変数 value に代入しているため、コンパイルエラーは発生しません。

また、プログラムの意図する動作もそのまま実現できます。

動作確認時の注意事項

修正後にコードを実行する際に注意すべき点は、リテラルデータメンバーがコンパイル時に固定される値であることを意識することです。

以下のポイントに注意してください。

  • 値がコンパイル時に既に決定されているため、プログラム実行中に変更されることはありません。
  • ガベージコレクションヒープの性質上、同じ変数に再度アドレスを取得する必要がない場合、必ず値を直接参照して安全性を保つ。
  • デバッグ時には、定数の値を直接出力して、予期した値が正しく出力されることを確認する。

これらの注意事項を守ることで、エラーの原因となる部分を正しく修正できるため、プログラムの動作確認がスムーズに行えます。

まとめ

この記事では、コンパイラエラー C3890 の原因や発生状況、対象コード例と正常な記述方法、及び具体的な修正手順が解説されています。

ガベージコレクションヒープ上のリテラルデータメンバーに対しアドレス取得が不適切である理由と、値として直接利用する安全な方法を理解できます。

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