C++类的实例化对象的大小之sizeof()

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div id=”content” contentScore=”5536″>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:

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ol>

  • Linux-C成长之路(一):Linux下C编程概要 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242.htm
  • Linux-C成长之路(二):基本数据类型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p2.htm
  • Linux-C成长之路(三):基本IO函数操作 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p3.htm
  • Linux-C成长之路(四):运算符 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p4.htm
  • Linux-C成长之路(五):控制流 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p5.htm
  • Linux-C成长之路(六):函数要义 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p6.htm
  • Linux-C成长之路(七):数组与指针 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p7.htm
  • Linux-C成长之路(八):存储类,动态内存 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p8.htm
  • Linux-C成长之路(九):复合数据类型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p9.htm
  • Linux-C成长之路(十):其他高级议颼/div>

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