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  • C++成员变量与函数内存分配

    关于结构体和C++类的内存地址问题
    C++类是由结构体发展得来的,所以他们的成员变量(C语言的结构体只有成员变量)的内存分配机制是一样的。下面我们以类来说明问题,如果类的问题通了,结构体也也就没问题啦。 类分为成员变量和成员函数,我们先来讨论成员变量。 一个类对象的地址就是类所包含的这一片内存空间的首地址,这个首地址也就对应具体某一个成员变量的地址。(在定义类对象的同时这些成员变量也就被定义了)我们来以一段代码说明问题:

    class K
    {
       public:
          K(){k = 12;}
          ~K(){}
          int k;
    }; 
    
    K kTemp;
    printf("%d--%d
    ",&kTemp,&kTemp.k);
    printf("%d--%d
    ",sizeof(K),sizeof(kTemp.k));
    int *i = (int*)(&kTemp);
    int w = *i;
    printf("%d
    ",w); 
    

    运行上面的代码,结果如下:
    1310588--1310588
    4--4
    12
    很明显,类的内存大小和其唯一的成员变量的内存大小是一致的。内存地址也是一致的。他们甚至可以相互转换。换成结构体结果也是一样。。 那么成员函数又如何?上面得代码就好像类没有任何成员函数一样,根本说明不了问题。 呵呵 ,所有的函数都是存放在代码区的,不管是全局函数,还是成员函数。要是成员函数占用类的对象空间,那么将是多么可怕的事情:定义一次类对象就有成员函数占用一段空间。 我们再来补充一下静态成员函数的存放问题吧: 静态成员函数与一般成员函数的唯一区别就是没有this指针,因此不能访问非静态数据成员,就像我前面提到的,所有函数都存放在代码区,静态函数也不例外。所有有人一看到 static 这个单词就主观的认为是存放在全局数据区,那是不对的

    c++是一种面向对象的编程语言,它向下保持了对c的兼容,同时也允许程序员能够自由的操控内存,虽然会带来一些问题,但这不是我们要探讨的问题,略过不表。类是对某种对象的定义,包含变量和方法,也可以理解为现实生活中一类具有共同特征的事务的抽象,他是面向对象语言的基础。所以类是不占有内存的,可是如果类生成实例那么将会在内存中分配一块内存来存储这个类。
    类的实例在内存中是如何分配内存的,有什么需要我们注意的,下面将慢慢到来。

    比如下面一个类:
    class A
    {};
    从形式上看,它似乎什么有没有,事实上它不止隐含了一个构造函数和一个析构函数,还有一些操作符重载函数,比如“=”。如果类A被实例话,如A a;在内存会占据多大的空间呢?有人可能会说4,也有人会说0,还有人会说1,说1的就对了,为什么会是1呢?原因有很多,如果我们定义一个数组A b[10];如果上面是0,这样的局面将会很尴尬,所以A这样一个空类,编译器会给它一个字节来填充。

    增加一个变量,(字节对齐默认都是4)

    class A
    {
         public:
         int i;
    }

    类A的实例将占据4个字节的内存,sizeof(A) = 4
    变量i 的初值被编译器指定位0xcdcdcdcd。

    再增加一个变量,

    class A
    {
       public:
          int i;
          int l;
    }

    此时按照变量生命的先后顺序,i被放在低地址上,l紧随其后。
    实例占用8个字节,sizeof(A) = 4*2 = 8

    如果类里面含有函数:
    class A
    {
    public:
    int i;
    int l;
    int add(int x,int y){return (x+y);}
    };
    有些人可能会说类的大小是12,事实上sizeof(A) = 8;
    为什么会这样,这是因为sizeof访问的程序的数据段,而函数地址则被保存在代码段内,所以最后的结果是8.
    再看下面这个情况

    class A
    {
       public:
          int i;
          int l;
          static int s;
          int add(int x,int y){return (x+y)};
    };

    此时sizeof(A)大小仍为8,这里留给读者去思考为什么?(^-^)。

    当类里面含有虚函数时,情况会如何呢?

    class A
    {
       public:
         int i;
         int l;
         static int s;
         virtual void Say(){};
         int add(int x,int y){return (x+y)};
    };

    因为含有虚函数,所以类里面将含有一个虚指针vptr,指向该类的虚表vtbl,一个指针占用四字节的地址,所以sizeof(A) = 12
    虚指针放在类实例地址的最低位置,
    比如 A *a = new A;
    我们可以这样给变量i赋值
    int *p = (int *)a;
    p++;
    *p = 1;//把i的值赋为1.
    如果类作为派生类,内存将如何分配呢?
    这种情况虽然有些复杂,但并不是说不好理解。
    他有多少个父类每个父类的大小加起来在加上自身就是sizeof的大小。

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