c++基础之空类的大小
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
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>
using namespace std;
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;
getchar();
return 0;
}
结果:
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
《深入理解C++对象模型》这本书是这样解释的:一个空类事实上并不是空的,它有一个隐晦的 1byte ,那是被编译器安插进去的一个char。这使得这个 class 的两个不同的对象得以在内存中配置独一无二的地址。
简而言之一个类的实例化对象有着它自己的独一无二的地址,而地址是代表着一段内存大小,假如一个空类的空间大小也为0,则我们不能为它分配内存,不能得到它的地址,因此编译器会为空类添加一个隐晦的char用以来标识空类的实例化对象。
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.
在看个例子:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class a{
private:
int m_data1;
};
class b{
private:
int m_data2;
static int m_data3;
};
int b::m_data3 = 0;
void main()
{
cout << "sizeof(a)=" << sizeof(a) << endl;
cout << "sizeof(b)=" << sizeof(b) << endl;
system("pause");
}
结果:
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.
接下来看看构造函数、析构函数、普通函数:
#include<iostream>
using namespace std;
class A{
public:
A(int a)
{
a = x;
}
void f(int x)
{
cout << x << endl;
}
~A()
{
}
private:
int x;
int g;
};
void main()
{
A s(10);
s.f(10);
cout << "sozeof(a) = " << sizeof(A) << endl;
system("pause");
}
结果:
它们的结果均相同,可以看出类的大小与它当中的构造函数,析构函数,以及其他的成员函数无关,只与它当中的成员数据有关.
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