sizeof空类型不为空

最新推荐文章于 2021-06-23 17:31:02 发布

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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。

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 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，即8字节
cout<<sizeof(d)<<endl;//result=8
}

综上所述：

一个类中，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) =1

sizeof(b)=1

sizeof(c)=4

sizeof(d)=8

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：