C++类大小详尽讲解

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C++类的大小，是一个比较经典的问题，学过C++后，应该对类大小有清晰的认识，长话短说，本文精简凝练，我们进入正题！！！
1.类的大小与什么有关系？

与类大小有关的因素：普通成员变量，虚函数，继承（单一继承，多重继承，重复继承，虚拟继承）

与类大小无关的因素：静态成员变量，静态成员函数及普通成员函数

2.空类

空类即什么都没有的类，按上面的说法，照理说大小应该是0，但是，空类的大小为1，因为空类可以实例化，实例化必然在内存中占有一个位置，因此，编译器为其优化为一个字节大小。

某类继承自空类：

class base
{
};
class derived:public base
{
 private:
    int a;
}

此时，derived类的大小为4，derived类的大小是自身int成员变量的大小，至于为什么没有加上父类base的大小1是因为空白基优化的问题，在空基类被继承后，子类会优化掉基类的1字节的大小，节省了空间大小，提高了运行效率。

3.一般类的大小（注意内存对齐）

首先上两个类的示例：

class base1
{
private:
    char a;
    int b;
    double c;
};
class base2
{
private:
    char a;
    double b;
    int c;
};

虽然上述两个类成员变量都是一个char，一个int，一个double，但是不同的声明顺序，会导致不同的内存构造模型，对于base1，base2，其成员排列是酱紫的：

base1：

base2：

base 1类对象的大小为16字节，而base 2类对象的大小为24字节，因为不同的声明顺序，居然造成了8字节的空间差距，因此，我们将来在自己声明类时，一定要注意到内存对齐问题，优化类的对象空间分布。

4.含虚函数的单一继承

首先呈上示意类：（64位，指针大小8字节）

class Base
{
private:
    char a;
public:
    virtual void f();
    virtual void g();
};
class Derived:public Base
{
private:
    int b;
public:
    void f();
};
class Derived1:public Base
{
private:
    double b;
public:
    void g();
    virtual void h();
};

基类Base中含有一个char型成员变量，以及两个虚函数，此时Base类的内存布局如下：

内存布局的最一开始是vfptr（virtual function ptr）即虚函数表指针（只要含虚函数，一定有虚函数表指针，而且该指针一定位于类内存模型最前端），接下来是Base类的成员变量，按照在类里的声明顺序排列，当然啦，还是要像上面一样注意内存对齐原则！

继承类Derived继承了基类，重写了Base中的虚函数f()，还添加了自己的成员变量，即int型的b，这时，Derived的类内存模型如下：

此种情况下，最一开始的还是虚函数表指针，只不过，在Derived类中被重写的虚函数f()在对应的虚函数表项的Base::f()已经被替换为Derived::f()，接下来是基类的成员变量char a，紧接着是继承类的成员变量int b，按照其基类变量声明顺序与继承类变量声明顺序进行排列，并注意内存对齐问题。

继承类Derived1继承了基类，重写了Base中的虚函数g()，还添加了自己的成员变量（即double型的b）与自己的虚函数（virtual h() ），这时，Derived1的类内存模型如下：

此种情况下，Derived1类一开始仍然是虚函数表指针，只是在Derived1类中被重写的虚函数g()在对应的虚函数表项的Base::g()已经被替换为Derived1::g()，新添加的虚函数virtual h()位于虚函数表项的后面，紧跟着基类中最后声明的虚函数表项后，接下来仍然是基类的成员变量，紧接着是继承类的成员变量。

5 含虚函数的多重继承

首先上示意类：

```cpp
class Base1
{
private:
    char a;
public:
    virtual void f();
    virtual void g1();
};
class Base2
{
private:
    int b;
public:
    virtual void f();
    virtual void g2();
};
class Base3
{
private:
    double c;
public:
    virtual void f();
    virtual void g3();
};
class Derived:public Base1, public Base2, public Base3
{
private:
    double d;
public:
    void f();
    virtual void derived_func();
}

首先继承类多重继承了三个基类，此外继承类重写了三个基类中都有的虚函数virtual f()，还添加了自己特有的虚函数derived_func()，那么，新的继承类内存布局究竟是什么样子的呢？请看下图！先来看3个基类的内存布局：

紧接着是继承类Derived的内存布局：
首先，Derived类自己的虚函数表指针与其声明继承顺序的第一个基类Base1的虚函数表指针合并，此外，若Derived类重写了基类中同名的虚函数，则在三个虚函数表的对应项都应该予以修改，Derived中新添加的虚函数位于第一个虚函数表项后面，Derived中新添加的成员变量位于类的最后面，按其声明顺序与内存对齐原则进行排列。