【C++】继承类之sizeof计算_字节对齐【总结篇】

时间:2020-11-23 19:55:08

出于网上对struct、union的字节对齐的文章比较多;而讲继承类的sizeof计算比较少,而且往往因为作者不够细心出了一些误导人的错误的原因,写了此篇博客,请大家指正。

首先申明继承类的sizeof计算与struct的sizeof计算是不一样的。请看:

class A
{
public:
    int a1;
    char a2;
};
class B:public A
{
public: 
    char b1;
    short b2;
};
struct ST
{
    int a1;
    char a2;
    char b1;
    short b2;
};
void main()
{
    B a;
    cout<<&(a.a1)<<endl;
    cout<<(void *)&(a.a2)<<endl;
    cout<<(void *)&(a.b1)<<endl;
    cout<<&(a.b2)<<endl;
    cout<<sizeof(B)<<endl;
    cout<<sizeof(ST)<<endl;
}

输出:

0012FF58
0012FF5C
0012FF60
0012FF62
12
8
请按任意键继续. . .

明显12!=8,继承类的sizeof计算与struct的sizeof计算是不一样的。

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为了表述方便,对上面的程序结构进行抽象化,得[4,1|1,2],'|'左边的表示父类的结构,'|'右边的表示子类的结构,其子4表示int(4个字节),1表示char,2表示short,8表示double

这上面程序的B类的a对象的存储结构可以为[4,1,(空3个字节)|1,(空1个字节),2],为了表述方便写成[4,1,(3个0)|1,(1个0),2].

好了,抽象化完毕,接下来说说继承类的sizeof计算问题:

步骤1:

  先把父类对齐好(确定默认对齐数时只关注父类的数据成员)

  例子1:[4,1|1,2](见上面)——先对齐[4,1]得[4,1,(3个0)]

步骤2:

  再排子类,这个难一点,要综合父类的存储结构的情况,(确定默认对齐数时既要关注父类的数据成员,又要关注子类的数据成员)

  例子1:[4,1|1,2](见上面)——确认默认对齐数是4;对齐结果是[4,1,(3个0)|1,(1个0),2]这个好理解,sizeof为12.

  例子2:[8,1|2]——对齐数是8;子类存储结构[8,1,(7个0)|2,(6个0)]=24;(注意:后面补了6个0的原因是 与对齐数8对齐)

  例子3:[1|1,8]——对齐数8;[1|1,(6个0),8]=16;(注意这是补6个0,为什么呢?先想想,待会讲)

*步骤*:

  (时时刻刻要注意)某个类型放的地址必须是其大小的倍数,比如[1,2],存储为[1,(1个0),2]=4;具体存储为short需要放在□□□□中的第3个框(第1个框放char,第2个框空着,第3和第4个框放short)

  但对于子类的存储的排布(对齐),需要加上一条:把父类存储结构也考虑进去!

  这就是为什么例子3中[1|1,(6个0),8]放6个0;(因为double要与地址成倍数关系)

其他例子:

  例子4:[1,2|2,8]——[1,(1个0),2|2,(2个0),8]=16;

  *例子5:[1,2,1|4,8]——[1,(1个0),2,1,(1个0)|(2个0),4,(4个0),8]=24;(补2个0是因为int的缘故,补4个0是因为double的缘故)

  *例子6:[1,2,1,8|4]——[1,(1个0),2,1,(3个0),8|4,(4个0)]=24;(后面补4个0是因为对齐数为8的缘故)

以上的数据全部都经过vs2008调试得出,至于总结归纳部分,纯属个人猜想。但从结果上看,猜想还是正确的。不足的地方是缺少理论知识,有将这方面理论知识的朋友还请赐教。

【引申】

  ①三重继承:[1|2|8]——[1|(1个0),2|(4个0),8]=16;

  ②例子5之再思考,简单化:[1,2,1|4,8],sizeof(父类)=6,补2个字节,int对齐,再补4个字节,double对齐,结束。