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  • [转]sizeof() 类大小,空类大小

     一个类的实例化对象所占空间的大小? 注意不要说类的大小,是类的对象的大小.

    首先,类的大小是什么?确切的说,类只是一个类型定义,它是没有大小可言的。 用sizeof运算符对一个类型名操作,得到的是具有该类型实体的大小。

     如果 Class A; A obj; 那么sizeof(A)==sizeof(obj) 那么sizeof(A)的大小和成员的大小总和是什么关系呢,很简单,一个对象的大小大于等于所有非静态成员大小的总和。

    为什么是大于等于而不是正好相等呢?超出的部分主要有以下两方面:

    1) C++对象模型本身 对于具有虚函数的类型来说,需要有一个方法为它的实体提供类型信息(RTTI)和虚函数入口,常见的方法是建立一个虚函数入口表,这个表可为相同类型的对象共享,因此对象中需要有一个指向虚函数表的指针,此外,为了支持RTTI,许多编译器都把该类型信息放在虚函数表中。但是,是否必须采用这种实现方法,C++标准没有规定,但是这几户是主流编译器均采用的一种方案。

    2) 编译器优化 因为对于大多数CPU来说,CPU字长的整数倍操作起来更快,因此对于这些成员加起来如果不够这个整数倍,有可能编译器会插入多余的内容凑足这个整数倍,此外,有时候相邻的成员之间也有可能因为这个目的被插入空白,这个叫做“补齐”(padding)。所以,C++标准紧紧规定成员的排列按照类定义的顺序,但是不要求在存储器中是紧密排列的。

    基于上述两点,可以说用sizeof对类名操作,得到的结果是该类的对象在存储器中所占据的字节大小,由于静态成员变量不在对象中存储,因此这个结果等于各非静态数据成员(不包括成员函数)的总和加上编译器额外增加的字节。后者依赖于不同的编译器实现,C++标准对此不做任何保证。

    C++标准规定类的大小不为0,空类的大小为1,当类不包含虚函数和非静态数据成员时,其对象大小也为1。 如果在类中声明了虚函数(不管是1个还是多个),那么在实例化对象时,编译器会自动在对象里安插一个指针指向虚函数表VTable,在32位机器上,一个对象会增加4个字节来存储此指针,它是实现面向对象中多态的关键。而虚函数本身和其他成员函数一样,是不占用对象的空间的。 我们来看下面一个例子:(此例子在Visual C++编译器中编译运行)

     #include using namespace std;

     class A { };

    class B {

    char ch;

    void func() { }

    };

    class C {

    char ch1; //占用1字节

     char ch2; //占用1字节

     virtual void func() { }

    };

    class D {

     int in;

     virtual void func() { }

    };

     void main() {

    A a;

    B b;

    C c;

    D d;

    cout<<sizeof(a)<<endl;//result=1   
    cout<<sizeof(b)<<endl;//result=1   //对象c扩充为2个字,但是对象b为什么没扩充为1个字呢(空类的对象一个字节,含一个char的类类对象也为一个字节。)?因为B类只有一个成员变量,普通成员函数不占用内存。

    cout<<sizeof(c)<<endl;//result=8   
    //对象c实际上只有6字节有用数据,但是按照上面第二点编译器优化,编译器将此扩展为两个字,即8字节
    cout<<sizeof(d)<<endl;//result=8   
    }  

    综上所述:

    一个类中,虚函数、成员函数(包括静态与非静态)和静态数据成员都是不占用类对象的存储空间的。

    对象大小=   vptr(可能不止一个,这个很难确定,不过试过,类中定义了一个virtual函数,仍然为占用4个字节)   +   所有非静态数据成员大小   +   Aligin字节大小(依赖于不同的编译器)

    c++空类实例大小不是0原因

    初学者在学习面向对象的程序设计语言时,或多或少的都些疑问,我们写的代码与最终生编译成的代码却 大相径庭,我们并不知道编译器在后台做了什么工作.这些都是由于我们仅停留在语言层的原因,所谓语言层就是教会我们一些基本的语法法则,但不会告诉我们为什么这么做?今天和大家谈的一点感悟就是我在学习编程过程中的一点经验,是编译器这方面的一个具体功能. 
    首先:我们要知道什么是类的实例化,所谓类的实例化就是在内存中分配一块地址.

    那我们先看看一个例子:

    #include<iostream.h>

    class a {};
    class b{};
    class c:public a{
     virtual void fun()=0;
    };
    class d:public b,public c{};
    int main()
    {
     cout<<"sizeof(a)"<<sizeof(a)<<endl;
     cout<<"sizeof(b)"<<sizeof(b)<<endl;
     cout<<"sizeof(c)"<<sizeof(c)<<endl;
     cout<<"sizeof(d)"<<sizeof(d)<<endl;
     return  0;}

    程序执行的输出结果为:

    sizeof(a) =1

    sizeof(b)=1

    sizeof(c)=4

    sizeof(d)=8

    为什么会出现这种结果呢?初学者肯定会很烦恼是吗?类a,b明明是空类,它的大小应该为为0,为什么 编译器输出的结果为1呢?这就是我们刚才所说的实例化的原因(空类同样可以被实例化),每个实例在内存中都有一个独一无二的地址,为了达到这个目的,编译器往往会给一个空类隐含的加一个字节,这样空类在实例化后在内存得到了独一无二的地址.所以a,b的大小为1.

    而类c是由类a派生而来,它里面有一个纯虚函数,由于有虚函数的原因,有一个指向虚函数的指针(vptr),在32位的系统分配给指针的大小为4个字节,所以最后得到c类的大小为4.

    类d的大小更让初学者疑惑吧,类d是由类b,c派生迩来的,它的大小应该为二者之和5,为什么却是8呢?这是因为为了提高实例在内存中的存取效率.类的大小往往被调整到系统的整数倍.并采取就近的法则,里哪个最近的倍数,就是该类的大小,所以类d的大小为8个字节.

    当然在不同的编译器上得到的结果可能不同,但是这个实验告诉我们初学者,不管类是否为空类,均可被实例化(空类也可被实例化),每个被实例都有一个独一无二的地址.

    我所用的编译器为vc++ 6.0.

    下面我们再看一个例子.

    #include<iostream.h>
    class a{
    pivate: 
    int data;
    };

    class b{ 
    private:
         int data;
      static int data1;
    };
     int b::data1=0;
     void mian(){
     cout<<"sizeof(a)="<<sizeof(a)<<endl;
     cout<<"sizeof(b)="<<sizeof(b)<<endl;
    }

    执行结果为:

    sizeof(a)=4;

    sizeof(b)=4;

    为什么类b多了一个数据成员,却大小和类a的大小相同呢?因为:类b的静态数据成员被编译器放在程序的一个global  data members中,它是类的一个数据成员.但是它不影响类的大小,不管这个类实际产生 了多少实例,还是派生了多少新的类,静态成员数据在类中永远只有一个实体存在,而类的非静态数据成员只有被实例化的时候,他们才存在.但是类的静态数据成员一旦被声明,无论类是否被实例化,它都已存在.可以这么说,类的静态数据成员是一种特殊的全局变量.

    所以a,b的大小相同.

    下面我们看一个有构造函数,和析构函数的类的大小,它又是多大呢?

    #include<iostream.h>
    class A{
    public :
     A(int a){
      a=x;}
     void f(int x){
      cout<<x<<endl;}
     ~A(){}

    private:
       int x;
       int g;
       };
    class B{
    public:
     private:
     int  data; int data2;
     static int xs;
    };
    int B::xs=0;
    void  main(){
     A s(10);
     s.f(10);
     cout<<"sozeof(a)"<<sizeof(A)<<endl;
     cout<<"sizeof(b)"<<sizeof(B)<<endl;
    }程序执行输出结果为:

    10 ,

    sizeof(a) 8

    sizeof(b) 8

    它们的结果均相同,可以看出类的大小与它当中的构造函数,析构函数,以及其他的成员函数无关,只与它当中的成员数据有关.

    从以上的几个例子不难发现类的大小:

    1.为类的非静态成员数据的类型大小之和.

    2.由编译器额外加入的成员变量的大小,用来支持语言的某些特性(如:指向虚函数的指针).

    3.为了优化存取效率,进行的边缘调整(对齐).

    4 与类中的构造函数,析构函数以及其他的成员函数无关.

     原文地址:http://blog.csdn.net/hitblue/archive/2009/01/07/3726754.aspx

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/FingerCaster/p/7814782.html
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