天天看點

類的大小(sizeof(類))

    首先,sizeof()計算的是一個對象在記憶體中占有多少位元組而不是多少位。

    我們自己定義一個類,聲明一個類的對象之後進行編譯運作,會有一個類的執行個體化過程,即在記憶體為該類的對象配置設定一塊記憶體位址區域。

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;

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;

}
           

程式執行的輸出結果為:

sizeof(a) =1

sizeof(b)=1

sizeof(c)=4

sizeof(d)=8 

無論是空類還是其他的類,都可以執行個體化,在記憶體中為其配置設定唯一的記憶體位址空間。對于空類,要使其執行個體化後記憶體空間是獨一無二的,編譯器會自動為其添加一個位元組的記憶體,該記憶體空間并不儲存任何變量。

而類c是由類a派生而來,它裡面有一個純虛函數,由于有虛函數的原因,有一個指向虛函數的指針(vptr),在32位的系統配置設定給指針的大小為4個位元組,是以最後得到c類的大小為4.

類d的大小更讓初學者疑惑吧,類d是由類b,c派生迩來的,它的大小應該為二者之和5,為什麼卻是8  呢?這是因為為了提高執行個體在記憶體中的存取效率.類的大小往往被調整到系統的整數倍.并采取就近的法則,裡哪個最近的倍數,就是該類的大小,是以類d的大小為8個位元組.

當然在不同的編譯器上得到的結果可能不同,但是這個實驗告訴我們初學者,不管類是否為空類,均可被執行個體化(空類也可被執行個體化),每個被執行個體都有一個獨一無二的位址.

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
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;
}
           

執行結果為:

sizeof(a)=4;

sizeof(b)=4;

為什麼類b多了一個資料成員,卻大小和類a的大小相同呢?因為:類b的靜态資料成員被編譯器放在程式的一個global data members中,它是類的一個資料成員.但是它不影響類的大小,不管這個類實際産生 了多少執行個體,還是派生了多少新的類,靜态成員資料在類中永遠隻有一個實體存在,而類的非靜态資料成員隻有被執行個體化的時候,他們才存在.但是類的靜态資料成員一旦被聲明,無論類是否被執行個體化,它都已存在.可以這麼說,類的靜态資料成員是一種特殊的全局變量.

#include<iostream>
#incude<stdlib.h>
using namespace std;
class A{
public :
A(int a)
           
{
   x=a;
           
}
 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;
}
           

10 ,

sizeof(a) 8

sizeof(b) 8

它們的結果均相同,可以看出類的大小與它當中的構造函數,析構函數,以及其他的成員函數無關,隻與它當中的成員資料有關.

從以上的幾個例子不難發現類的大小:

1.為類的非靜态成員資料的類型大小之和.

2.有編譯器額外加入的成員變量的大小,用來支援語言的某些特性(如:指向虛函數的指針).

3.為了優化存取效率,進行的邊緣調整.

4.與類中的構造函數,析構函數以及其他的成員函數無關.

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
class A
{
	virtual void Funa(){};
};

class B : public virtual  A
{
	char j[3];
public:
	virtual void Funb(){};
	virtual void fun(void);
	virtual void fun1(void){};
	virtual void fun2(void);
};
class C : public virtual B
{
	char i[3];
public:
	virtual void Func(){};
};

int main()
{
	cout<<sizeof(A)<<endl;
	cout<<sizeof(B)<<endl;
	cout<<sizeof(C)<<endl;
	return 0;
}
           

1、對于class A,由于隻有一個虛函數,那麼必須得有一個對應的虛函數表,來記錄對應的函數入口位址。同時在class A的記憶體空間中之需要有個vfptr_A指向該表。sizeof(A)也很容易确定,為4。

2、對于class B,由于class B虛基礎了class A,同時還擁有自己的虛函數。那麼class B中首先擁有一個vfptr_B,指向自己的虛函數表。還有char j[3],做一次alignment,一般大小為4。可虛繼承該如何實作咧?首先要通過加入一個虛l類指針(記vbptr_B_A)來指向其父類,然後還要包含父類的所有内容。有些複雜了,不過還不難想象。sizeof(B)= 4+4+4+4=16(vfptr_B、char j[3]做alignment、vbptr_B_A和class A)。

3、在接着是class C了。class C首先也得有個vfptr_C,然後是char i[3],然後是vbptr_C_B,然後是class B,是以sizeof(C)=4+4+4+16=28(vfptr_C、char i[3]做alignment、vbptr_C_A和class B)。

結果為4、16、28。

結論:

1、VC在編譯時會把vfptr放到類的頭部;

2、VC采用虛表指針(vbtbl_ptr)來确定某個類所繼承的虛類。

3、VC會重新調整虛繼承的父類在子類中記憶體布局。(具體規則還不清楚)

4、VC中虛類表中的第一項是無意義的,可能是為了保證sizeof(虛類表)!=0;後面的内容為父類在子類中相對該虛類表指針的偏移量。

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