计算类的大小(结构体内存对齐)

类的对象中只保存成员变量,而成员函数保存在公共的代码段

计算类的大小

class A
{
	//有成员函数和成员变量
	void func(){}
	int a;
};

class B
{
	//只有成员函数
	void func(){};
};

class C
{
	//空类
};

sizeof( A ) = 4
sizeof( B ) = 1;
sizeof( C ) = 1;
一个类的大小,实际就是该类中”成员变量”之和,当然也要进行内存对齐,注意空类的大小,空类比较特殊,编译器给了空类一个字节来唯一标识这个类。

内存对齐

内存对齐规则:

1. 第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。
2. 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。
   注意：对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。
   VS中默认的对齐数为8，gcc中的对齐数为4
3. 结构体总大小为：最大对齐数（所有变量类型最大者与默认对齐参数取最小）的整数倍。
4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是
   所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍
   Linux下gcc编译器:
   举个例子:

class A
{
	char a;
	int b;
	char c;
};

根据内存对齐的规则,

• a在偏移量为0的地址处,对齐数为min(sizeof(char), 4) = 1;
• b的对齐数是4,0是4的整数倍但是已经有a了,1也是4的整数倍,所以看偏移量为4的位置,发现可以存储b,a到b之间的有内存对齐规则补齐
• c的对齐数是1,在b的末尾之后存放c,此时大小为(1 + 3) + 4 + 1 = 9, 9不是最大对齐数4的整数倍,因此还有向后扩充3个字节
• 最终sizeof(A) = 12;

例如:

#include <stdio.h>    
struct A    
{    
  char a;    
  short b;    
  char c;
};      
int main()    
{    
  printf("%lu\n", sizeof(A));    
}

sizeof(A) = 6

还有一个例子:在这里我使用的VMware12.0虚拟机,Linux操作系统,64位,gcc编译器,
gcc编译器配置为：…/configure --prefix=/usr --mandir=/usr/share/man --infodir=/usr/share/info --with-bugurl=http://bugzilla.redhat.com/bugzilla --enable-bootstrap --enable-shared --enable-threads=posix --enable-checking=release --with-system-zlib --enable-__cxa_atexit --disable-libunwind-exceptions --enable-gnu-unique-object --enable-linker-build-id --with-linker-hash-style=gnu --enable-languages=c,c++,objc,obj-c++,java,fortran,ada,go,lto --enable-plugin --enable-initfini-array --disable-libgcj --with-isl=/builddir/build/BUILD/gcc-4.8.5-20150702/obj-x86_64-redhat-linux/isl-install --with-cloog=/builddir/build/BUILD/gcc-4.8.5-20150702/obj-x86_64-redhat-linux/cloog-install --enable-gnu-indirect-function --with-tune=generic --with-arch_32=x86-64 --build=x86_64-redhat-linux
线程模型：posix
gcc 版本 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-36) (GCC)

#include <stdio.h>    
struct A    
{    
  char a;    
  double b;    
};      
int main()    
{    
  printf("%lu\n", sizeof(A));    
}

根据内存对齐规则计算出的数值应该是12,可实际上却是16,这曾经令我困惑了很久
这不符合gcc默认情况下对齐数是4的规则,实际的表现对齐数看起来更像是8
但是如果变成如下的代码:

#pragma pack(4)//直接显示设定对齐数为4
#include <stdio.h>    
struct A    
{    
  char a;    
  double b;    
};      
int main()    
{    
  printf("%lu\n", sizeof(A));    
}

那么sizeof(A) = 12

实际应用中我们可以通过#pragma pack(n)来设定内存对齐数,这样设置对齐数后,内存对齐规则仍然有效