sizeof

在腾讯的面试中，问了个关于C++中空类的大小和虚表指针(vptr)的问题。

以下内容来自：http://hi.baidu.com/gengshenspirit/blog/item/55c4f2ca7f23c041f31fe743.html

 

---

 

 

初学者在学习面向对象的程序设计语言时，或多或少的都些疑问，我们写的代码与最终生编译成的代码却　大相径庭，我们并不知道编译器在后台做了什么工作．这些都是由于我们仅停留在语言层的原因，所谓语言层就是教会我们一些基本的语法法则，但不会告诉我们为什么这么做？今天和大家谈的一点感悟就是我在学习编程过程中的一点经验，是编译器这方面的一个具体功能．

首先：我们要知道什么是类的实例化，所谓类的实例化就是在内存中分配一块地址．

那我们先看看一个例子：

[cpp] view plaincopy

1. #include<iostream.h>  
2. class a {};  
3. class b{};  
4. class c:public a{  
5.   virtual void fun()=0;  
6. };  
7. class d:public b,public c{};  
8. int main(){  
9.   cout<<"sizeof(a)"<<sizeof(a)<<endl;  
10.   cout<<"sizeof(b)"<<sizeof(b)<<endl;  
11.   cout<<"sizeof(c)"<<sizeof(c)<<endl;  
12.   cout<<"sizeof(d)"<<sizeof(d)<<endl;  
13.   return 0;  
14. }  

程序执行的输出结果为：

sizeof(a) =1

sizeof(b)=1

sizeof(c)=4

sizeof(d)=8

为什么会出现这种结果呢？初学者肯定会很烦恼是吗？类a，b明明是空类，它的大小应该为为０，为什么　编译器输出的结果为１呢？这就是我们刚才所说的实例化的原因（空类同样可以被实例化），每个实例在内存中都有一个独一无二的地址，为了达到这个目的，编译器往往会给一个空类隐含的加一个字节，这样空类在实例化后在内存得到了独一无二的地址．所以a，b的大小为１．

而类c是由类a派生而来，它里面有一个纯虚函数，由于有虚函数的原因，有一个指向虚函数的指针（vptr），在３２位的系统分配给指针的大小为４个字节，所以最后得到c类的大小为４．

类d的大小更让初学者疑惑吧，类d是由类b，c派生迩来的，它的大小应该为二者之和５，为什么却是８　　呢？这是因为为了提高实例在内存中的存取效率．类的大小往往被调整到系统的整数倍．并采取就近的法则，里哪个最近的倍数，就是该类的大小，所以类d的大小为８个字节．

当然在不同的编译器上得到的结果可能不同，但是这个实验告诉我们初学者，不管类是否为空类，均可被实例化（空类也可被实例化），每个被实例都有一个独一无二的地址．

我所用的编译器为vc++ 6.0．

下面我们再看一个例子．

[cpp] view plaincopy

1. #include<iostream.h>  
2. class a{  
3.   pivate:   
4.   int data;  
5. };  
6. class b{   
7. private:  
8.   int data;  
9.   static int data1;  
10. };  
11. int b::data1=0;  
12. void mian(){  
13.   cout<<"sizeof(a)="<<sizeof(a)<<endl;  
14.   cout<<"sizeof(b)="<<sizeof(b)<<endl;  
15. }  

执行结果为：

sizeof(a)=4;

sizeof(b)=4;

为什么类b多了一个数据成员，却大小和类a的大小相同呢？因为：类b的静态数据成员被编译器放在程序的一个global data members中，它是类的一个数据成员．但是它不影响类的大小，不管这个类实际产生　了多少实例，还是派生了多少新的类，静态成员数据在类中永远只有一个实体存在，而类的非静态数据成员只有被实例化的时候，他们才存在．但是类的静态数据成员一旦被声明，无论类是否被实例化，它都已存在．可以这么说，类的静态数据成员是一种特殊的全局变量．

所以a，b的大小相同．

下面我们看一个有构造函数，和析构函数的类的大小，它又是多大呢？

[cpp] view plaincopy

1. #include<iostream.h>  
2. class A{  
3. public :  
4.   A(int a){a=x;}  
5.   void f(int x){cout<<x<<endl;}  
6.   ~A(){}  
7. private:  
8.   int x;  
9.   int g;  
10. };  
11. class B{  
12. public:  
13. private:  
14.   int data; int data2;  
15.   static int xs;  
16. };  
17. int B::xs=0;  
18. void main(){  
19.   A s(10);  
20.   s.f(10);  
21.   cout<<"sozeof(a)"<<sizeof(A)<<endl;  
22.   cout<<"sizeof(b)"<<sizeof(B)<<endl;  
23. }  

程序执行输出结果为：

10 ,

sizeof(a) 8

sizeof(b) 8

它们的结果均相同，可以看出类的大小与它当中的构造函数，析构函数，以及其他的成员函数无关，只与它当中的成员数据有关．

从以上的几个例子不难发现类的大小：

１．为类的非静态成员数据的类型大小之和．

２．有编译器额外加入的成员变量的大小，用来支持语言的某些特性（如：指向虚函数的指针）．

３．为了优化存取效率，进行的边缘调整．

４　与类中的构造函数，析构函数以及其他的成员函数无关．