sizeof(类)

时间:2024-01-12 22:37:08

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。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

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。

确定类大小的几个原则:

  • 为类的非静态成员数据的类型大小之和
  • 有编译器额外加入的成员变量的大小,用来支持语言的某些特性(如:指向虚函数的指针)
  • 为了优化存取效率,进行的边缘调整
  • 与类中的构造函数,析构函数以及其他的成员函数无关

下面分情况讨论:

编译器:vs2013

1. 空类

#include <iostream>
using namespace std; class A{}; int main()
{
cout << sizeof(A) << endl;
system("pause");
}

输出:1

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。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

2. 简单类

使用sizeof求这种简单类,结果和求结构体的sizeof是一样的,需要考虑偏移和对齐。要注意的是static变量不属于类的一部分,如果类中定义了static变量,求sizeof时可以忽略它们。

#include <iostream>
using namespace std; class A
{
int a;
};
class B
{
char a;
};
class C
{
int a;
char b;
}; int main()
{
cout << sizeof(A) << endl;
cout << sizeof(B) << endl;
cout << sizeof(C) << endl;
system("pause");
}

输出:

4  sizeof(int)

1  sizeof(char)

8  sizeof(int) + sizeof(char)(考虑对齐)

3. 带虚函数的类

虚函数放在虚表中,类中定义了虚函数,需要存放一个指向虚表的指针

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

#include <iostream>
using namespace std; class A
{
int a;
virtual void fun(){}
virtual void fun1(){}
virtual void fun3(){}
}; int main()
{
cout << sizeof(A) << endl;
system("pause");
}

输出

8  sizeof(int) + sizeof(虚表指针)

4. 普通继承(父类不含虚函数)

#include <iostream>
using namespace std; class A
{
int num;
char str;
};
class B : public A
{
char str2;
int num2;
}; int main()
{
cout << sizeof(A) << endl;
cout << sizeof(B) << endl;
system("pause");
}

输出:

8   sizeof(类A)

16  sizeof(类A) + sizeo(类B)

一般来说,普通继承的空间计算结果应当是sizeof(基类)+sizeof(派生类),然后考虑对齐,内存空间必须是类中数据成员所占用最大空间的整数倍。不过这是一般情况,具体怎么算要看编译器,codeblocks把类B看成12,因为把str2和str放在一起了

5.普通继承(父类含虚函数)

#include <iostream>
using namespace std; class A
{
int num;
virtual void fun(){}
};
class B : public A
{
int num2;
}; int main()
{
cout << sizeof(A) << endl;
cout << sizeof(B) << endl;
system("pause");
}

输出:

8   sizeof(类A)

12  sizeof(类A) + sizeo(类B)

6. 普通继承(含虚函数的子类普通继承含虚函数的父类)

这个要注意的一点是,虽然子类和父类都包含虚函数, 但它们存放于同一个虚表中,因此只需要一个指针

#include <iostream>
using namespace std; class A
{
int num;
virtual void fun(){}
};
class B : public A
{
int num2;
virtual void fun1(){}
}; int main()
{
cout << sizeof(A) << endl;
cout << sizeof(B) << endl;
system("pause");
}

输出:

8   sizeof(int) + sizeof(指针)

12  sizeof(int) + sizeof(int) + sizeof(指针)  (继承后只有一个虚表)

7. 子类虚继承父类

sizeof(子类)=sizeof(基类)+sizeof(虚表指针)+sizeof(子类数据成员)  此外,如果子类和基类都有虚函数,各自用各自的虚表

#include <iostream>
using namespace std; class A
{
int num;
};
class B : virtual public A
{
int num2;
}; int main()
{
cout << sizeof(A) << endl;
cout << sizeof(B) << endl;
system("pause");
}

输出:

4

12  sizeof(A) + sizeof(B) + sizeof(虚继承指针)

#include <iostream>
using namespace std; class A
{
int num;
virtual void fun(){}
};
class B : virtual public A
{
int num2;
virtual void fun1(){}
}; int main()
{
cout << sizeof(A) << endl;
cout << sizeof(B) << endl;
system("pause");
}

输出:

8

20  sizeof(A) + sizeof(B) + sizeof(虚继承指针) +  sizeof(A类虚表指针) +  sizeof(B类虚表虚指针)

8. 多重虚继承

虚继承存在的意义就是为了减少内存开销和二义性,实现对象共享。

#include <iostream>
using namespace std; class A
{
int num;
};
class B : virtual public A
{
int num2;
}; class C : virtual public A
{
int num3;
}; class D : public B, public C
{
int num4;
}; int main()
{
cout << sizeof(A) << endl;
cout << sizeof(B) << endl;
cout << sizeof(C) << endl;
cout << sizeof(D) << endl;
system("pause");
}

输出:

4

12

12

24  

D中包含a,b,c,d四个数据成员,还包含两个指向虚基类A的指针,这种情况下,VS和CB都没有将两个指针合为一个。这种情况也可以这样考虑,sizeof(D)=sizeof(B)+sizeof(C),但由于是虚继承,虚基类A中数据成员a只需要保留一份,而我们算了两次,所以还需要减去A的数据成员,所以公式应当是sizeof(D)=sizeof(D的非静态数据成员) + sizeof(B)+sizeof(C)-sizeof(A的非静态数据成员)。

参考资料:http://blog.csdn.net/szchtx/article/details/10254007