C++ 空类

C++中空类占位问题

在C++中空类会占一个字节，这是为了让对象的实例能够相互区别。具体来说，空类同样可以被实例化，并且每个实例在内存中都有独一无二的地址，因此，编译器会给空类隐含加上一个字节，这样空类实例化之后就会拥有独一无二的内存地址。如果没有这一个字节的占位，那么空类就无所谓实例化了，因为实例化的过程就是在内存中分配一块地址

1、空类，声明时编译器不会生成任何成员函数

对于空类，编译器不会生成任何的成员函数，只会生成1个字节的占位符。
有时可能会以为编译器会为空类生成默认构造函数等，事实上是不会的，编译器只会在需要的时候生成6个成员函数：一个缺省的构造函数、一个拷贝构造函数、一个析构函数、一个赋值运算符、一对取址运算符和一个this指针。
代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
 
};
class B
{
	virtual bool compare(int a,int b) = 0;
};
class C:public A,public B
{
 
};
class D:public A,public B
{
	virtual bool compare(int a, int b) = 0;
};
class E :virtual A, virtual B
{
 
};
class F :virtual A, virtual B
{
	virtual bool compare(int a, int b) = 0;
};
int main()
{
	cout << "A zize:" << sizeof(A) << endl;
	cout << "B zize:" << sizeof(B) << endl;
	cout << "C zize:" << sizeof(C) << endl;
	cout << "D zize:" << sizeof(D) << endl;
	cout << "E zize:" << sizeof(E) << endl;
	cout << "F zize:" << sizeof(F) << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

分析：

类A是空类，但空类同样可以被实例化，而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sizeof(A)的大小为1。

类B里面因有一个纯虚函数，故有一个指向虚函数的指针（vptr），32位系统分配给指针的大小为4个字节，所以sizeof(B)的大小为4。类C继承于A和B，编译器取消A的占位符，保留一虚函数表，故大小为4。类D继承于A和B,派生类基类共享一个虚表,故大小为4。类E虚继承A和B,含有一个指向基类的指针(vftr)和一个指向虚函数的指针。类F虚继承A和B,含有一个指向基类的指针(vftr)和一个指向虚函数的指针。

2、空类，定义时会生成6个成员函数

class Empty
{
};

等价于

class Empty
{
  public:
    Empty();                            //缺省构造函数
    Empty(const Empty &rhs);            //拷贝构造函数
    ~Empty();                           //析构函数 
    Empty& operator=(const Empty &rhs); //赋值运算符
    Empty* operator&();                 //取址运算符
    const Empty* operator&() const;     //取址运算符(const版本)
};

函数实现

inline Empty::Empty()                          //缺省构造函数
{
}
inline Empty::~Empty()                         //析构函数
{
}
inline Empty *Empty::operator&()               //取址运算符(非const)
{
  return this; 
}           
inline const Empty *Empty::operator&() const    //取址运算符(const)
{
  return this;
}
inline Empty::Empty(const Empty &rhs)           //拷贝构造函数
{
  //对类的非静态数据成员进行以"成员为单位"逐一拷贝构造
  //固定类型的对象拷贝构造是从源对象到目标对象的"逐位"拷贝
}
 
inline Empty& Empty::operator=(const Empty &rhs) //赋值运算符
{
  //对类的非静态数据成员进行以"成员为单位"逐一赋值
  //固定类型的对象赋值是从源对象到目标对象的"逐位"赋值。
}

注意：当该空白类作为基类时，该类的大小就优化为0了，这就是所谓的空白基类最优化。

#include<iostream>
 
using namespace std;
 
class test
{
};
 
class derive :public test
{
	private:
		int a;
};
 
int main()
{
	test a, b;
	cout << "sizeof(test): " << sizeof(test) << endl;
	cout << "sizeof(derive): " << sizeof(derive) << endl;
	cout << "addr of a: " << &a << endl;
	cout << "addr of b: " << &b << endl;
 
	system("pause");
	return 0;
}