c++高级---图解：C++中类的内存分布（总结）

定义一个类如下：

它的内存分布如图：

以上就完成内存布局的理解了，为了更好的运用，下面举个例子：

对上面代码的分析：

注：上面所有内容来某个自某个csdn网友个人理解，我感觉应该没问题（除非比较变态的c++编译器）。

 

 

 

 

下面内容比较杂，转自：http://blog.youkuaiyun.com/mal327/article/details/6784254

如何计算类对象占用的字节数？

一个空类的话1个字节。这是为了保证n个连续空类声明时，变量地址有偏移，防止变量覆盖。
非空类的话用关键字sizeof计算。
如果手工计算就相当麻烦，光padding就一堆规则了。而且有些额外信息比如虚函数（多个虚函数也只产生一个vptr指针）等等。
一个类成员 ，当有虚函数时，有以下成分：各个数据成员，数据对齐产生的间隙，一个虚函数表的 "指针"（无虚不存在）。
构造函数不能用 memset(this, 0, sizeof(*this))) 初始化。原因就是每个类里面除了数据成员之外 ，还有一个虚函数表指针 。memcpy另一个同类型类的实例内容过去倒是可以 ，这种情况下该函数表指针可以正确复制过去。
注意虚函数表只在类有虚函数的情况下才存在， 没有虚函数不存在。 构造函数悄悄地帮你设置虚函数表的内容，并把正确的指针存放在对象中。

类在内存中分布

首先请看程序：

#include <iostream>
using namespace std;
class base{
public:
virtual void fun1()
//void fun1()
{
cout << "fun1 called !" << endl;
}
void fun2()
{
cout << "fun2 called !" << endl;
}
};
int main()
{
base s;
cout << sizeof(s)<< endl;
return 0;
}
代码的结果为4，这是由于虚指针的存在。 但是如果去掉virtual 代码的结果为1。

为什么呢？
这个涉及到类和结构体，在C++内部的排列方式。
我也不是很了解，只能就自己了解的一点知识做点回答，欢迎大家指正。
我们知道，C和C++虽然都支持结构体，但是，实际上表现是不一样的。C++的结构体，可以认为是类的一种变体，二者的差异性，类中成员，如果不声明，默认是Private的，结构体中成员，如果不声明，则默认是Public的。
但是，在C++里面，二者内部都可以内置成员函数，而C的结构体，内部只允许存在成员变量，如果需要内置成员函数，需要程序员显式声明函数指针变量，换句话说，就是C在结构体中管理成员函数，是程序员自己来管理，C++则是编译器代为管理。
这意味着什么呢？
在C++中，成员函数和成员变量，都是类和结构体的成员，但二者有所差异。
编译器在编译每个类时，不管这个类以后会实例化几个对象，首先，它会提取这些类的共性，放到一起，做成一个表。
比如类里面的非虚函数，这类函数，所有的对象共享一段函数代码，自然没有必要每个对象内部都设置一个函数指针，这太浪费内存了。
因此，一个类，所有的非虚函数，会被编译器排成一个符号表，放置在特定的编译期基础变量区。这实际表现看，是放在exe文件里面的，在调用一个程序时，是直接从文件中读出，并经过地址修订，准备使用，这部分连基栈都算不上，算是常量区了，所有的常量也是放在这个区。
嗯，函数内部的静态变量，类中的静态变量，静态函数，都是这个区。
那，除掉这些，类里面还有什么呢？
还有虚函数，我们知道，虚函数表示可能继承，事实上，多次（不是多重）继承后，一个类的虚函数内部会有一个栈，每个虚函数都有一个栈，每次调用该函数，会从栈顶开始call，当然，如果程序员愿意，也可以在继承的虚函数内部，通过调用父类的同名虚函数，逐级向下call，直至call完所有的虚函数为止。
这就说明，虚函数和普通成员函数不同，每个对象都有可能变化，因此，编译器就不敢把这个函数的指针，放在常量区，必须跟着对象走，注意，不是类，类是没有实体的，因此，不存在sizeof，只有对象存在大小。
还有就是普通成员变量，这些内容，每个对象也是不一样的，因此，每个对象必须自己建立一个表来管理，否则大家就混了。
因此，我们知道了，每个类，实例化对象之后，其实对象的实体在内存中的存储，就只包含虚函数和普通成员变量，这是C++编译器为了节约内存做得优化。
我们回到你的代码看，你的代码中，fun2是普通函数，被编译器放到常量区去了，因此，不占用对象空间，虚函数fun1，则需要占用，我们知道，32位操作系统，一个指针是4Bytes，函数指针也是指针，因此，你的结果是4Bytes。
取消了virtual 之后，fun1也变成了普通函数，因此和fun2等同处理，就不再占用对象空间，因此，对象空间为0了。
不过，我隐隐约约听谁说过，C++语言不允许对象空间为0，这样的话，对象指针就没有落点了，因此，一个对象的空间，至少占用1Byte，这就是你的结果为1的原因。

虚函数调用的几点补充说明：

类的虚函数，实际上内部存储上，表现为一个函数指针栈，栈底，是基类这个函数的指针，往上，实际上是继承类，该虚函数的继承函数的指针，一个类，被继承几次，比如说3次，最后一次继承，这个栈就有3层。有点绕。

举个例子吧
class A
{
virtual void Func(void)
};
class B : public A
{
virtual void Func(void)
};
class C : public B
{
virtual void Func(void)
};
这个A类，里面的Func指针就是它自己
B就是一个栈了，栈底是A::Func，栈顶是B::Func
而C就是三层的栈了，在B的基础上，栈顶又压入了C::Func
基本上就是这个管理关系。
我的话的意思是，在任何一层继承函数，都可以去手动去call父类的对应函数，完成对整个栈链上所有函数的调用。
因为我们知道，一个类的虚函数，一旦被继承，原来的父类函数指针就被压倒栈下面去了，从栈顶看，只有最后一层的函数指针。
比如C这个类看，我们看它的Func，只要它继承并实现了，那么，调用Func一定只能调用C::Func，B和A的由于看不到，因此是不会被调用的。
当然，如果C没有实现这个虚函数，则Func的栈上，没有C::Func，因此，直接Call会Call到B::Func，以此类推，如果B没有实现这个虚函数，表示未继承，则Call会Call到A::Func，这就是虚函数继承中，后实现的覆盖前实现的原理。
当然，如果A内没有实现Func的实体，做了一个纯虚函数，而B和C这些继承类也不实现，那么，编译器在构造符号表的时候，就会找不到任何一个Func的实体，该虚函数栈为空，无法连接，因此会报连接失败的错误，编译不能通过。
这种栈式管理，有好有坏，好处是后面的继承类，可以选择实现虚函数，也可以选择不实现，偷个懒。程序不会出错，下次调用该函数，会自动沿着它的继承关系，寻找父类以及更往前的爷爷类的函数实体，至少能找到一个执行其功能，简化开发。
但是，也有一个坏处，就是一个虚函数，一旦被继承类实现了，则父类的必然被覆盖，如果父类有什么内置的功能，就没有办法执行了，这很麻烦，由于面向对象的继承关系，我们总是希望，继承类的对应函数，只要完成它相对于父类增加的那部分功能就够了，父类的功能，还能继续执行，免得写重复的代码。

这个例子在MFC开发中很多，很多时候，我们的一个窗口类，是从CDialog这个类继承的，而CDialog，又是CWnd这个类继承的。针对一个虚函数方法，比如说CWnd::Create这个方法。
virtual BOOL Create( LPCTSTR lpszClassName, LPCTSTR lpszWindowName, DWORD dwStyle, const RECT& rect...
我们知道，创建一个窗口有一大堆事情要做，这些事情，MFC已经在CWnd的Create这个函数里面实现好了，但好死不死，它把这个函数方法设置为虚函数了，就是说，后续继承类可以自己来实现这个方法。
我们这么来假设，如果我们那个工程的窗口，继承自CDialog，然后，我们自己实现了这个Create方法，那完蛋了，由于C++这个覆盖特性，执行的时候，就只执行我们这个Create了，下面的CDailog::Create和CWnd::Create都执行不了，除非我们把那两个函数内部所有的代码抄一遍，否则，这个Create根本没有办法完成我们希望完成的功能。他失去了创建窗口的功能。
因此，为了解决这个问题，C++允许继承类的虚函数，显式调用父类的虚函数，以实现父类的基础功能，最后，才是我们自己新增加的代码。
这个意思主要是说，虚函数的继承，看似省事，但他不是想当然会先实现父类功能，后调用新增代码，需要我们手动call。
再看看这个例子，我们以VC建立一个MFC的对话框工程，就叫test。
// CtestDlg 对话框
class CtestDlg : public CDialog
{
// 构造
public:
CtestDlg(CWnd* pParent = NULL); // 标准构造函数
// 对话框数据
enum { IDD = IDD_TEST_DIALOG };
protected:
virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV 支持
// 实现
protected:
HICON m_hIcon;
// 生成的消息映射函数
virtual BOOL OnInitDialog(); //看好这一句啊，虚函数
afx_msg void OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam);
afx_msg void OnPaint();
afx_msg HCURSOR OnQueryDragIcon();
DECLARE_MESSAGE_MAP()
};
注意其中OnInitDialog，好，我们来看看VC自动为我们生成的这个函数是怎么写的：
BOOL CtestDlg::OnInitDialog()
{
CDialog::OnInitDialog(); //看这句，在干吗？
// 将“关于...”菜单项添加到系统菜单中。
// IDM_ABOUTBOX 必须在系统命令范围内。
ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);
ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);
CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);
if (pSysMenu != NULL)
{
CString strAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);
if (!strAboutMenu.IsEmpty())
{
pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);
pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);
}
}
// 设置此对话框的图标。当应用程序主窗口不是对话框时，框架将自动
// 执行此操作
SetIcon(m_hIcon, TRUE); // 设置大图标
SetIcon(m_hIcon, FALSE); // 设置小图标
// TODO: 在此添加额外的初始化代码
return TRUE; // 除非将焦点设置到控件，否则返回 TRUE
}
注意到没，由于继承类的虚函数一旦实现，父类的虚函数就被自动屏蔽，VC也必须手动实现对父类虚函数的层级调用，才能完成基本功能。
很多时候，我们的同学，手动继承一个类之后，玩虚函数老是忘了这个手动调用父类，结果发现，虚函数功能越继承越少，甚至继承到功能没有了，就是搞忘了这点。
但是，上述代码是VC的向导自动添加的，VC并没有对此作显式说明，结果，大家在只用IDE开发的过程中，老是关注不到这个细节，自己做的时候就出错。这类问题还很多。