sizeof计算C++类的大小
来源:互联网 发布:幸运牛抽奖软件 编辑:程序博客网 时间:2024/04/27 21:41
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使用sizeof计算类的大小
类的sizeof大小一般是类中的所有成员的sizeof大小之和,这个就不用多说。
不过有两点需要注意:1)当类中含有虚成员函数的时候,例如:
class B{ float a; public: virtual void fun(void);}此时sizeof(B)的大小为8,而不是4。因为在类中隐藏了一个指针,该指针指向虚函数表,正因为如此,
使得C++能够支持多态,即在运行时绑定函数的地址。
2)另一个要注意的是,当类中没有任何成员变量,也没有虚函数的时候,该类的大小是多少呢?
例如:
class B2{ void fun(void);}此时sizeof(B2)的值是多少呢?在C++早期的编译器中,这个值为0;然而当创建这样的对象时,
它们与紧接着它们后面的对象有相同的地址。比如:
B2 b2;
int a;
那么对象b2与变量a有相同的地址,这样的话对对象b2地址的操作就会影响变量a。所以在现在大多数编译器中,该值的大小为1。
如果有虚函数,则sizeof值为类的数据成员的大小加上VTBL(指针,4字节),再加上其基类的数据成员的大小。如果是多重继承,还得加上各基类的VTBL。
虚继承之单继承的内存布局
先看一段代码
class A{ virtual aa(){};};class B : public virtual A{ char j[3]; //加入一个变量是为了看清楚class中的vfptr放在什么位置 public: virtual bb(){};};class C : public virtual B{ char i[3]; public: virtual cc(){};};
这次先不给结果,先分析一下,也好加强一下印象。
1、对于class A,由于只有一个虚函数,那么必须得有一个对应的虚函数表,来记录对应的函数入口地址。同时在class A的内存空间中之需要有个vfptr_A指向该表。sizeof(A)也很容易确定,为4。
2、对于class B,由于class B虚基础了class A,同时还拥有自己的虚函数。那么class B中首先拥有一个vfptr_B,指向自己的虚函数表。还有char j[3],做一次alignment,一般大小为4。可虚继承该如何实现咧?首先要通过加入一个虚l类指针(记vbptr_B_A)来指向其父类,然后还要包含父类的所有内容。有些复杂了,不过还不难想象。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首先也得有个vfptr_C,然后是char i[3],然后是vbptr_C_B,然后是class B,所以sizeof(C)=4+4+4+16=28(vfptr_C、char i[3]做alignment、vbptr_C_A和class B)。
在VC 6.0下写了个程序,把上面几个类的大小打印出来,果然结果为4、16、28。
VC中虚继承的内存布局——单继承
画了个图,简单表示一下我跟踪后的结果
虚基础之单继承时的内存布局图
class A的情况太简单,没问题。从class B的内存布局图可以得出下面的结论。
1、vf_ptr B放在了类的首部,那么如果要想直接拿memcpy完成类的复制是很危险的,用struct也是不行的。
2、vbtbl_ptr_B,为什么不是先前我描述的vbptr_B_A呢?因为这个指针与我先前猜测的内容有很大区别。这个指针指向的是class B的虚类表。看看VB table,VB table有两项,第一项为FFFFFFFC,这一项的值可能没啥意义,可能是为了保证虚类表不为空吧。第二项为8,看起来像是class B中的class A相对该vbtbl_ptr_B的位移,也就是一个offset。类似的方法在C++ Object Model(P121)有介绍,可以去看看。
class C的内存布局就比较复杂了,不过它的内存布局也更一步说明我对vbtbl_ptr_B中的内容,也就是虚类表的理解是正确的。不过值得关注的是class B中的class A在布局时被移到前面去了,虽然整个大小没变,但这样一来如果做这样的操作 C c; B *b;b=&c;时b的操作如何呢?此时只要从c的虚类表里获得class B的位置既可赋值给b。但是在构建class C时会复杂一些,后面的使用还是非常简单的,效率也比较高。class A的内存布局被前移可能是考虑倒C的虚继承顺序吧。
结论
1、VC在编译时会把vfptr放到类的头部;
2、VC采用虚表指针(vbtbl_ptr)来确定某个类所继承的虚类。
3、VC会重新调整虚继承的父类在子类中内存布局。(具体规则还不清楚)
4、VC中虚类表中的第一项是无意义的,可能是为了保证sizeof(虚类表)!=0;后面的内容为父类在子类中相对该虚类表指针的偏移量。
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