类和结构体的内存空间占有问题

空类和空结构体

代码

class ctest { };
struct stest{ };

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("空类大小=%luB,空结构体大小=%luB.\n", sizeof(stest), sizeof(ctest));
    return 0;
}

结果：

空类大小=1B,空结构体大小=1B.

这里不管是空类还是空的结构体，都会被编译器用一个字节来填充。

结构体大小的度量

在度量结构体大小时，有一个概念——偏移量
偏移量指的是结构体变量中成员的地址和结构体变量地址的差。
结构体大小等于最后一个成员的偏移量加上其大小
由于存储变量时地址对齐的要求，编译器在编译程序时会遵循两条原则：
一、结构体变量中成员的偏移量必须是成员大小的整数倍（0被认为是任何数的整数倍）
二、结构体大小必须是所有成员大小的整数倍。

一

struct stest{
    int a;
    char b;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("结构体(int=%luB，char=%luB)大小=%luB.\n", 
    		sizeof(int), sizeof(char), sizeof(stest));
    return 0;
}

结果：

结构体(int=4B，char=1B)大小=8B.

二

struct stest{
    int a;
    char b;
    char c;
};
struct stest1{
    char b;
    char c;
    int a;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("结构体(int=%luB，char=%luB, char=%luB)大小=%luB.\n", 
    		sizeof(int), sizeof(char), sizeof(char), sizeof(stest));
    printf("结构体(char=%luB, char=%luB, int=%luB)大小=%luB.\n", 
    		sizeof(char), sizeof(char), sizeof(int), sizeof(stest1));
    return 0;
}

结果：

结构体(int=4B，char=1B, char=1B)大小=8B.
结构体(char=1B, char=1B, int=4B)大小=8B.

三

struct stest{
    int a;
    char b;
    char c;
    long int d;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("结构体(int=%luB，char=%luB, char=%luB, long int=%luB)大小=%luB.\n", 
    		sizeof(int), sizeof(char), sizeof(char), sizeof(long int), sizeof(stest));
    return 0;
}

结果：

结构体(int=4B，char=1B, char=1B, long int=8B)大小=16B.

四

struct stest{
    char a;
    struct {
    char b;
    int c;
    }bb;
    int d;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("结构体(char, (char, int), int)大小=%luB.\n", sizeof(stest));
    return 0;
}

结果：

结构体(char, (char, int), int)大小=16B.

对齐的理解

现代计算机中内存空间都是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始。
但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特定的内存地址访问，这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。
对齐的作用和原因：
各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。
比如有些架构的CPU在访问一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误,那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.其他平台可能没有这种情况，但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。
比如有些平台每次读都是从偶地址开始，如果一个int型（假设为32位系统）如果存放在偶地址开始的地方，那 么一个读周期就可以读出这32bit，而如果存放在奇地址开始的地方，就需要2个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数 据。显然在读取效率上下降很多。

类大小度量

class ctest {
public:
    ctest();
    ~ctest();
    int func();
private:
    int a;
    char b;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("class大小=%luB.\n", sizeof(ctest));
    return 0;
}

结果：

class大小=8B.

为什么成员函数没有计入大小？哪怕是指针，也应该有大小啊？
哈哈！想想吧，代码应该存储在.text代码区，要是代码都在对象空间里面了，就全乱套了。

但是有一种情况例外，那就是虚函数。

class ctest {
public:
    ctest();
    ~ctest();
    virtual int func();
private:
    int a;
    char b;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("class大小=%luB.\n", sizeof(ctest));
    return 0;
}

结果：

class大小=12B.

因为虚函数会在对象的头部生成虚函数表，那个一个个指针组成的表。

所以，函数声明不占用大小