类和对象（11）—— 编译器对属性和方法的处理机制

1、静态成员占多大？

一个空的class在内存中多少字节？如果加入一个成员函数后是多大？这个成员函数存储在内存中什么部分？

一个Class对象需要占用多大的内存空间。最权威的结论是： 

• 非静态成员变量总合。
• 加上编译器为了CPU计算，作出的数据对齐处理。 
  
• 加上为了支持虚函数，产生的额外负担。

（1）空类的Size

class Car
{
};

void main()
{
　　 Car objCar;
    cout << sizeof(objCar) << endl;//1
}

编译器在执行Car objCar;这行代码后需要，作出一个Class Car的Object。并且这个Object的地址还是独一无二的，于是编译器就会给空类创建一个隐含的一个字节的空间。

（2）只有成员变量的Size

class Car
{
private:
    int nLength;
    int nWidth;
};

void main()
{
    cout << sizeof(Car) << endl;//8
}

在32位系统中，整型变量占4个字节。这里Class Car中含有两个整型类型的成员变量，所以Class Size是8。

class Car
{
private:
    int nLength;
    int nWidth;
    static int sHigh;
};

void main()
{
    Car objCar;
    cout << sizeof(objCar) << endl;//8

我们这次在Class Car中添加了一个静态成员变量，但是Class Size仍然是8个字节。这正好符合了，结论中的第一条：非静态成员变量总合。

class Car
{
private:
    char chLogo;
    int nLength;
    int nWidth;
    static int sHigh;
};

void main()
{
    Car objCar;
    cout << sizeof(objCar) << endl;//12
}

在类中又插入了一个字符型变量，结果Class Size变成了12。这个就是编译器额外添加3个字符变量，做数据对齐处理，为了是提高CPU的计算速度。编译器额外添加的东西我们是无法看见的。这也符合了结论中的第二条：加上编译器为了CPU计算，作出的数据对齐处理。 
既然，我们这样定义类成员数据编译器会额外的增加空。那么，我们何不在定义类的时候就考虑到数据对齐的问题，可以多定义出3个字符类型变量作为预留变量，既能满足数据对齐的要求，也给自己的程序添加了一些可扩展的空间。

（3）只有成员函数的Size

class Car
{
public:
    Car() {};
    ~Car() {};

    void Fun() {};
};

void main()
{
    Car objCar;
    cout << sizeof(objCar) << endl;//1
}

噢，这是怎么回事儿呢？再做一个实验看看。

class Car
{
public:
    Car() {};
    ~Car() {};

    void Fun() {};
private:
    int nLength;
    int nWidth;
};

void main()
{
    Car objCar;
    cout << sizeof(objCar) << endl;//8

这次应该很清楚的了。函数是不占用类空间的。第一个例子中的Size为1个字节，正是编译器为类创建一个隐含的一个字节的空间。

class Car
{
public:
    Car() {};
    virtual ~Car() {};

    void Fun() {};
};

void main()
{
    Car objCar;
    cout << sizeof(objCar) << endl;//4
}

这次，让析构函数为虚函数，看到了Class Size为4。这正是指向Virtual Table的指针vptr的Size。这正好符合了，结论中的第三条：加上为了支持虚函数，产生的额外负担。

#include <iostream>
using namespace std;

class C1
{
public:
    int i;//4
    int j;//4
    char k;//4
};//12

class C2
{
public:
    int i;//4
    int j;//4
    char k;//4
    static int m;

    int getK() const
    {
        return k;
    }
    void setK(int val)
    {
        k = val;
    }
};

struct S1
{
    int i;//4
    int j;//4
    char k;//4
};//12

struct S2
{
    int i;//4
    int j;//4
    char k;//4
    static int m;
};//12

int main()
{
    cout << "C1:" << sizeof(C1) << endl;
    cout << "C2:" << sizeof(C2) << endl;
    cout << "S1:" << sizeof(S1) << endl;
    cout << "S2:" << sizeof(S2) << endl;

    return 0;
}

2、处理机制

通过上面的案例，我们可以的得出：　　

　　C++类对象中的成员变量和成员函数是分开存储的。

成员变量：
　　普通成员变量：存储于对象中，与struct变量有相同的内存布局和字节对齐方式；
　　静态成员变量：存储于全局数据区中；
成员函数：存储于代码段中。

1、C++类对象中的成员变量和成员函数是分开存储的。C语言中的内存四区模
型仍然有效！
2、C++中类的普通成员函数都隐式包含一个指向当前对象的this指针。
3、静态成员函数、成员变量属于类。
4、静态成员函数与普通成员函数的区别：
     静态成员函数不包含指向具体对象的指针；
     普通成员函数包含一个指向具体对象的指针 。