C++类的实例化对象的大小之sizeof()
之所以写这篇《C++类的实例化对象的大小之sizeof()》。是由于在參加笔试的时候遇到例如以下这么一道题,当时感觉就是这个一个坑,但。我还是义无反顾的跳了下去,由于存在知识点盲区啊。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;
执行结果:1
解释:空类,没有不论什么成员变量或函数。即没有不论什么存储内容;可是由A a可知,空类仍然可以实例化。一个类可以实例化,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。同一时候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;
执行结果:4
解释:当类中有其他成员占领空间时,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;
执行结果: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由于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依照类定义的顺序,可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;
执行结果:8
解释:普通情况下,假设是指针,则不管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;
执行结果: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,之后的项为此类的全部虚函数的地址。
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。
我们能够把虚函数表理解成一个数组,数组中的每一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,依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;
执行结果:12
解释:考察静态成员变量的内存分配。
因为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成员变量不占领空间。
实例七:
class F:public E
{
public:
F()
{ } ~F()
{ } private:
int c;
};
E e;
cout << sizeof(e) << endl;
执行结果: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;
执行结果:20
解释:假设是虚继承的话,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 + 每个类的虚函数存储空间(这个是额外加的。即依照这个公式。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。假设E类中有多个虚函数,仅仅算一次))。
实例九:
class H: public virtual E
{
public:
H()
{ } ~H()
{ } virtual void GetValue()
{ } private:
int c;
};
H h;
cout << sizeof(h) << endl;
执行结果:24
解释:对照实例八,依照上面的解释: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,假设E类中有多个虚函数,仅仅算一次)+ 4(H类的虚函数的存储空间,假设H类中有多个虚函数。仅仅算一次))。
如上,就是我对于这样的类型的总结,这样的问题仅仅能出现一次!
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加油。放平心态。念念不忘,必有回响!
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