C++进阶之类大小、字节对齐问题、虚函数在类中所占内存问题

 一、结构体在内存中占用的字节数示意图

字节对齐问题：字节对齐是为了提高CPU效率，windows下默认追加4位，根据实际情况而定。

就比如结构体A的字节数，从图中可以看出，存放的最长字节数位double类型为8，字节对齐即将及将结构体中每个字节都与最长的字节进行统一对齐，也就是说，char和int，各占8位，所以A结构体占24位。注意：存储时是根据定义的顺序进行顺序存储，就会发现，D结构体的内存，则占16位，a变量和c变量共同占5位，字节对齐后中则占8位，共计16位。

二、类的内存问题 

1）空类默认为一个字节

注意：空类其实是0字节，只是系统为了方便，强制给其分配一个内存，当类中有数据成员时，则抛弃这一个字节，

就比如下面的类中含有一个数据成员 char a;则下面的这个类大小是一个字节。

#include<iostream>
using namespace std;
class A{};
int main()
{
    cout<<"该类的字节数为："<<sizeof(A)<<endl;//输出：该类的字节数为：1
    return 0;
}

2）类中的数据成员与成员函数所占的内存

1、数据成员根据所在的编译器位数决定，int,char,long 之类的。

注意：静态数据成员在类中不占内存！

数据成员的字节对齐：

下述中，a对齐为4个字节，与b一起共八个字节。

#include<iostream>

using namespace std;

class A{

char a;

int b;

};

int main()

{

cout<<"该类的字节数为："<<sizeof(A)<<endl;//输出：该类的字节数为：8

return 0;

}

2、成员函数在类中不占内存。

注意：虚函数的虚指针在类中占内存，32位编译器为4位，64位编译器为8位，虚函数从虚函数表中分配内存，与数据成员所占内存不是同一位置！同时，一个类中有多个虚函数，只计算一个虚指针的大小！

3）继承与虚继承内存继承问题 

注意：

1、普通单继承,继承就是基类+派生类自身的大小(注意字节对齐)
注意：类的数据成员按其声明顺序加入内存，无访问权限无关，只看声明顺序。

#include<iostream>

using namespace std;

class A
{
    public:
        char a;
        int b;
};

class B:A
{
    public:
        short a;
        long b;
};

int main（）

{

cout<<sizeof(A)<<endl;//输出：8

cout<<sizeof(B)<<endl;//根据字节对齐4+4=8+8+8=24 （64位编译器下，long 字节数位8）

}

虚函数的继承：

#include<iostream>

using namespace std;

class A{

virtual void f(){}

};

class B: public A{

};

int main()

{

cout<<sizeof(B)<<endl;//输出：4

}

你会不会疑问字节数为什么不是5？

解析：介绍空类时说到，类中有数据成员时，忽略空类的一个字节，虽然B类没有数据成员，但是他是继承于A类的，所以，也是四个字节。

2、虚继承

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
    virtual void fun() {}
};
class B
{
    virtual void fun2() {}
};
class C : virtual public  A, virtual public B
{
    public:
        virtual void fun3() {}
};

int main()
{
    cout<<sizeof(A)<<" "<<sizeof(B)<<" "<<sizeof(C);

    return 0;
}

以下俩种编译器的输出，原理本人也有点搞不懂，有懂得，大家可以评论下，谢谢了。

32位系统编译器：

输出：4 4 16

如果去掉类C中fun3()虚函数，则输出4 4 12 ，如果改为普通继承，则输出，4 4 8，如果去掉fun3()的虚函数也是4 4 8，普通继承只继承基类的虚指针，自身的虚函数可以忽略。

64位系统编辑器：

输出：8 8 16

如果掉类C中fun3()虚函数，输出不变，去掉俩个虚函数，输出也是8 8 16，就和普通继承一样了。

 

结构体存储示意图来自：https://blog.youkuaiyun.com/Bigcat_u/article/details/82821326

部分示例：https://github.com/Light-City/CPlusPlusThings/tree/master/basic_content/sizeof

小白第二次写博客，如有不及之处，大家多多理解，有啥问题可以都提出来，谢谢，嘻嘻。