C++成员变量与函数内存分配

来源:互联网 发布:男士双肩包 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/06/14 03:22

关于结构体和C++类的内存地址问题
C++类是由结构体发展得来的,所以他们的成员变量(C语言的结构体只有成员变量)的内存分配机制是一样的。下面我们以类来说明问题,如果类的问题通了,结构体也也就没问题啦。 类分为成员变量和成员函数,我们先来讨论成员变量。 一个类对象的地址就是类所包含的这一片内存空间的首地址,这个首地址也就对应具体某一个成员变量的地址。(在定义类对象的同时这些成员变量也就被定义了)我们来以一段代码说明问题:

class K{   public:      K(){k = 12;}      ~K(){}      int k;}; K kTemp;printf("%d--%d\n",&kTemp,&kTemp.k);printf("%d--%d\n",sizeof(K),sizeof(kTemp.k));int *i = (int*)(&kTemp);int w = *i;printf("%d\n",w); 
运行上面的代码,结果如下:
1310588--1310588
4--4
12
很明显,类的内存大小和其唯一的成员变量的内存大小是一致的。内存地址也是一致的。他们甚至可以相互转换。换成结构体结果也是一样。。那么成员函数又如何?上面得代码就好像类没有任何成员函数一样,根本说明不了问题。 呵呵,所有的函数都是存放在代码区的,不管是全局函数,还是成员函数。要是成员函数占用类的对象空间,那么将是多么可怕的事情:定义一次类对象就有成员函数占用一段空间。 我们再来补充一下静态成员函数的存放问题吧:静态成员函数与一般成员函数的唯一区别就是没有this指针,因此不能访问非静态数据成员,就像我前面提到的,所有函数都存放在代码区,静态函数也不例外。所有有人一看到 static 这个单词就主观的认为是存放在全局数据区,那是不对的

c++是一种面向对象的编程语言,它向下保持了对c的兼容,同时也允许程序员能够自由的操控内存,虽然会带来一些问题,但这不是我们要探讨的问题,略过不表。类是对某种对象的定义,包含变量和方法,也可以理解为现实生活中一类具有共同特征的事务的抽象,他是面向对象语言的基础。所以类是不占有内存的,可是如果类生成实例那么将会在内存中分配一块内存来存储这个类。
类的实例在内存中是如何分配内存的,有什么需要我们注意的,下面将慢慢到来。

比如下面一个类:
class A
{};
从形式上看,它似乎什么有没有,事实上它不止隐含了一个构造函数和一个析构函数,还有一些操作符重载函数,比如“=”。如果类A被实例话,如A a;在内存会占据多大的空间呢?有人可能会说4,也有人会说0,还有人会说1,说1的就对了,为什么会是1呢?原因有很多,如果我们定义一个数组A b[10];如果上面是0,这样的局面将会很尴尬,所以A这样一个空类,编译器会给它一个字节来填充。

增加一个变量,(字节对齐默认都是4)

class A{     public:     int i;}
类A的实例将占据4个字节的内存,sizeof(A) = 4
变量i 的初值被编译器指定位0xcdcdcdcd。

再增加一个变量,

class A{   public:      int i;      int l;}
此时按照变量生命的先后顺序,i被放在低地址上,l紧随其后。
实例占用8个字节,sizeof(A) = 4*2 = 8

如果类里面含有函数:
class A
{
public:
int i;
int l;
int add(int x,int y){return (x+y);}
};
有些人可能会说类的大小是12,事实上sizeof(A) = 8;
为什么会这样,这是因为sizeof访问的程序的数据段,而函数地址则被保存在代码段内,所以最后的结果是8.
再看下面这个情况

class A{   public:      int i;      int l;      static int s;      int add(int x,int y){return (x+y)};};
此时sizeof(A)大小仍为8,这里留给读者去思考为什么?(^-^)。

当类里面含有虚函数时,情况会如何呢?

class A{   public:     int i;     int l;     static int s;     virtual void Say(){};     int add(int x,int y){return (x+y)};};
因为含有虚函数,所以类里面将含有一个虚指针vptr,指向该类的虚表vtbl,一个指针占用四字节的地址,所以sizeof(A) = 12
虚指针放在类实例地址的最低位置,
比如 A *a = new A;
我们可以这样给变量i赋值
int *p = (int *)a;
p++;
*p = 1;//把i的值赋为1.
如果类作为派生类,内存将如何分配呢?
这种情况虽然有些复杂,但并不是说不好理解。
他有多少个父类每个父类的大小加起来在加上自身就是sizeof的大小。

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