1、空类的sizeof为1,为什么?
来源:互联网 发布:chrome 定时执行js 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 08:45
一个类的实例化对象所占空间的大小? 注意不要说类的大小,是类的对象的大小。
首先,类的大小是什么?确切的说,类只是一个类型定义,它是没有大小可言的。 用sizeof运算符对一个类型名操作,得到的是具有该类型实体的大小。add charles 空结构体:struct d{} 的sizeof也是1。
如果
Class A; A obj;
那么sizeof(A)==sizeof(obj) 那么sizeof(A)的大小和成员的大小总和是什么关系呢,很简单,一个对象的大小大于等于所有非静态成员大小的总和。
为什么是大于等于而不是正好相等呢?超出的部分主要有以下两方面:
1) C++对象模型本身 对于具有虚函数的类型来说,需要有一个方法为它的实体提供类型信息(RTTI)和虚函数入口,常见的方法是建立一个虚函数入口表,这个表可为相同类型的对象共享,因此对象中需要有一个指向虚函数表的指针,此外,为了支持RTTI,许多编译器都把该类型信息放在虚函数表中。但是,是否必须采用这种实现方法,C++标准没有规定,但是这几户是主流编译器均采用的一种方案。
2) 编译器优化 因为对于大多数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如果不够这个整数倍,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。
基于上述两点,可以说用sizeof对类名操作,得到的结果是该类的对象在存储器中所占据的字节大小,由于静态成员变量不在对象中存储,因此这个结果等于各非静态数据成员(不包括成员函数)的总和加上编译器额外增加的字节。后者依赖于不同的编译器实现,C++标准对此不做任何保证。
C++标准规定类的大小不为0,空类的大小为1,当类不包含虚函数和非静态数据成员时,其对象大小也为1。 如果在类中声明了虚函数(不管是1个还是多个),那么在实例化对象时,编译器会自动在对象里安插一个指针指向虚函数表VTable,在32位机器上,一个对象会增加4个字节来存储此指针,它是实现面向对象中多态的关键。而虚函数本身和其他成员函数一样,是不占用对象的空间的。 我们来看下面一个例子:(此例子在Visual C++编译器中编译运行)
#include <iostream>using namespace std;class A { };class B {char ch;void func() { }};class C {char ch1; //占用1字节 char ch2; //占用1字节 virtual void func() { }};class D { int in; virtual void func() { }}; void main() {A a;B b;C c;D d;cout<<sizeof(a)<<endl;//result=1 cout<<sizeof(b)<<endl;//result=1 //对象c扩充为2个字,但是对象b为什么没扩充为1个字呢(空类的对象一个字节,含一个char的类类对象也为一个字节。)?因为B类只有一个成员变量,普通成员函数不占用内存。cout<<sizeof(c)<<endl;//result=8 //对象c实际上只有6字节有用数据,但是按照上面第二点编译器优化,编译器将此扩展为两个字(add charles 字节对齐),即8字节cout<<sizeof(d)<<endl;//result=8 }
综上所述:
一个类中,虚函数、成员函数(包括静态与非静态)和静态数据成员都是不占用类对象的存储空间的。
对象大小= vptr(可能不止一个,这个很难确定,不过试过,类中定义了一个virtual函数,仍然为占用4个字节) + 所有非静态数据成员大小 + Aligin字节大小(依赖于不同的编译器)
c++空类实例大小不是0原因?
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:
#include<iostream.h>class a {};class b{};class c:public a{ virtual void fun()=0;};class d:public b,public c{};int main(){ cout<<"sizeof(a)"<<sizeof(a)<<endl; cout<<"sizeof(b)"<<sizeof(b)<<endl; cout<<"sizeof(c)"<<sizeof(c)<<endl; cout<<"sizeof(d)"<<sizeof(d)<<endl; return 0;}程序执行的输出结果为:sizeof(a) =1sizeof(b)=1sizeof(c)=4sizeof(d)=8 #charlse# 这里错误,这个调试中是4#charles#下列是例子#include <iostream>using namespace std;class a {};class b1{};class b{char a;};class c:public a{ virtual void fun()=0;};class d:public b,public c{};class e:public b1,public c{};int main(){ cout<<"sizeof(a)"<<sizeof(a)<<endl; cout<<"sizeof(b)"<<sizeof(b)<<endl; cout<<"sizeof(c)"<<sizeof(c)<<endl; cout<<"sizeof(d)"<<sizeof(d)<<endl;#这种情况是8 cout<<"sizeof(e)"<<sizeof(e)<<endl;#这种情况是4 return 0;}
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.
#include<iostream.h>class a{pivate: int data;};class b{ private: int data; static int data1;}; int b::data1=0; void mian(){ cout<<"sizeof(a)="<<sizeof(a)<<endl; cout<<"sizeof(b)="<<sizeof(b)<<endl;}
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?
#include<iostream.h>class A{public : A(int a){ a=x;} void f(int x){ cout<<x<<endl;} ~A(){}private: int x; int g; };class B{public: private: int data; int data2; static int xs;};int B::xs=0;void main(){ A s(10); s.f(10); cout<<"sozeof(a)"<<sizeof(A)<<endl; cout<<"sizeof(b)"<<sizeof(B)<<endl;}
程序执行输出结果为:
sizeof(a) 8sizeof(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.由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(字节对齐).
4 与类中的构造函数,析构函数以及其他的成员函数无关.
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