c++中实例化对象的大小（转）

今天随手写了一个类，用sizeof()测试实例化类对象的大小时遇到了一些问题。

一般来说，对象大小由数据成员大小决定，不包含成员函数的大小。

在网上找了一篇很详细的例子，我遇到的问题为实例三情形，涉及到编译器的优化。

之所以写这篇《C++类的实例化对象的大小之sizeof()》，是因为在参加笔试的时候遇到如下这么一道题，当时感觉就是这个一个坑，但，我还是义无反顾的跳了下去，因为存在知识点盲区啊。现，总结一下，你不知道的C++类的实例化对象的大小之sizeof()。

class D
{
public:
 D()
 {

 }

 virtual ~D()
 {

 }

private:
 int a ;
 char *p;
};

实例一：

class A
{
};

A a;
cout << sizeof(a) << endl;

运行结果：1

解释：空类，没有任何成员变量或函数，即没有任何存储内容；但是由A a可知，空类仍然可以实例化。一个类能够实例化，编译器就需给它分配内存空间，来指示类实例的地址。这里编译器默认分配了一个字节，以便标记可能初始化的类实例，同时使空类占用的空间最少（即1字节）。

实例二：

class B
{
private:
 int a;
};
B b;
cout << sizeof(b) << endl;

运行结果：4

解释：当类中有其它成员占据空间时，那一个字节就不算在内了，如本题：结果是4，而不是1+4=5。

实例三：

class BB
{
private:
 int a ;
 char b;
};
BB bb;
cout << sizeof(bb) << endl;

运行结果：8

解释：什么？怎么会是8？不应该是4 + 1 = 5吗？这里考察了对齐，涉及到编译器的优化。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。因此，如上的一个字节的char在存储时被补全了，成为了4个字节。

实例四：

class C
{
private:
 int a ;
 char *p;
};
C c;
cout << sizeof(c) << endl;

运行结果：8

解释：一般情况下，如果是指针，则无论指针指向的是什么数据类型，都占4个字节的存储空间。

实例五：

class D
{
public:
 D()
 {

 }

 virtual ~D()
 {

 }

private:
 int a ;
 char *p;
};
D d;
cout << sizeof(d) << endl;

运行结果：12

解释：考察虚函数。当类含有虚函数时，（不论是自己的虚函数，还是继承来的），那么类中就有一个成员变量信息：虚函数指针（4个字节），这个指针指向一个虚函数表，虚函数表的第一项是类的typeinfo信息，之后的项为此类的所有虚函数的地址。

更进一步的解释：当类中有虚函数的时候，编译器会为类插入一个我们看不及爱你的数据并建立一个表。这个表就是虚函数表，那个我们看不见的数据就是指向虚函数表的指针——虚表指针。虚函数表就是为了保存类中的虚函数的地址。我们可以把虚函数表理解成一个数组，数组中的每个元素存放的就是类中虚函数的地址。当调用虚函数的时候，程序不是像普通函数那样直接跳到函数的代码处，而是先取出虚表指针即得到虚函数表的地址，根据这个来到虚函数表里，从这个表理取出该函数的指针，最后调用该函数。

实例六：

class E
{
public:
 E()
 {

 }

 virtual ~E()
 {

 }

private:
 int a ;
 char *p;
 static int b;
};
E e;
cout << sizeof(e) << endl;

运行结果：12

解释：考察静态成员变量的内存分配。由于静态成员变量是在静态存储区分配空间的，它不属于实例的一部分，因此类中的static成员变量不占据空间。

实例七：

class F:public E
{
public:
 F()
 {

 }

 ~F()
 {

 }

private:
 int c;
};
E e;
cout << sizeof(e) << endl;

运行结果：16

解释：派生类对象的存储空间 = 基类存储空间 + 派生类特有的非static数据成员的空间

实例八：

class G: public virtual E
{
public:
 G()
 {

 }

 ~G()
 {

 }

private:
 int c;
};
G g;
cout << sizeof(g) << endl;

运行结果：20

解释：如果是虚继承的话，类对象的存储空间大小 = 基类的存储空间 + 派生类特有的非static数据成员的存储空间 + 每一个类的虚函数存储空间（这个是额外加的，即按照这个公式，sizeof(g) = 12(E基类的存储空间) + 4(G特有的非static数据成员的存储空间) + 4（E类的虚函数的存储空间，如果E类中有多个虚函数，只算一次））。

实例九：

class H: public virtual E
{
public:
 H()
 {

 }

 ~H()
 {

 }

 virtual void GetValue()
 {

 }

private:
 int c;
};
H h;
cout << sizeof(h) << endl;

运行结果：24

解释：对比实例八，按照上面的解释：类对象的存储空间大小 = 基类的存储空间 + 派生类特有的非static数据成员的存储空间 + 每一个类的虚函数存储空间（sizeof(h) = 12(E基类的存储空间) + 4(G特有的非static数据成员的存储空间) + 4（E类的虚函数的存储空间，如果E类中有多个虚函数，只算一次）+ 4（H类的虚函数的存储空间，如果H类中有多个虚函数，只算一次））。

如上，就是我对于这种类型的总结，这种问题只能出现一次！！！

《C++ 设计新思维》 下载见 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-07/104850.htm

C++ Primer Plus 第6版 中文版 清晰有书签PDF+源代码 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101227.htm

读C++ Primer 之构造函数陷阱 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40176.htm

读C++ Primer 之智能指针 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40177.htm

读C++ Primer 之句柄类 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40175.htm

将C语言梳理一下，分布在以下10个章节中：

1. Linux-C成长之路（一）：Linux下C编程概要 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242.htm
2. Linux-C成长之路（二）：基本数据类型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p2.htm
3. Linux-C成长之路（三）：基本IO函数操作 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p3.htm
4. Linux-C成长之路（四）：运算符 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p4.htm
5. Linux-C成长之路（五）：控制流 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p5.htm
6. Linux-C成长之路（六）：函数要义 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p6.htm
7. Linux-C成长之路（七）：数组与指针 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p7.htm
8. Linux-C成长之路（八）：存储类，动态内存 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p8.htm
9. Linux-C成长之路（九）：复合数据类型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p9.htm
10. Linux-C成长之路（十）：其他高级议题本文永久更新链接地址：http://www.linuxidc.com/Linux/2015-02/112882.htm