sizeof 类的大小

空类的大小

class A
{

};

cout<<"sizeof(A) : "<<sizeof(A)<<endl;

结果:


result

因为一个空类也要实例化,所谓类的实例化就是在内存中分配一块地址,每个实例在内存中都有独一无二的地址。
同样空类也会被实例化,所以编译器会给空类隐含的添加一个字节,这样空类实例化之后就有了独一无二的地址了。所以空类的sizeof为1。

包含普通成员函数的类

class Base
{
public:
    void print();
};

class Derived : public Base
{
public:
    void print();
};

void Base::print()
{
    cout<<"Base::print()"<<endl;
}

void Derived::print()
{
    cout<<"Derived::print()"<<endl;
}

...
    cout<<"sizeof(Base)    : " <<sizeof(Base)<<endl;
    cout<<"sizeof(Derived) : " <<sizeof(Derived)<<endl;
result

原因: 普通的成员函数存放在代码区
不占sizeof的大小。

    Base b1;
    Base b2;

    b1.print();
    b2.print();

上述代码中b1与b2调用的print()函数的地址是一样的。

包含虚函数的类

class C
{
public:
    virtual void print();
};

...
cout<<"sizeof(C):"<<sizeof(C)<<endl;
result

虚函数表
函数(Virtual Function)是通过一张虚函数表(Virtual Table)来实现的, 简称为V-Table。
在这个表中,主是一个类的虚函数的地址表,这张表解决了继承、覆盖的问题,保证其容真实反应实际的函数。
这样,在有虚函数的类的实例中这个表被分配在了这个实例的内存中,所以,当我们用父类的指针来操作一个子类的时候,这张虚函数表就显得由为重要了,它就像一个地图一样,指明了实际所应该调用的函数。

C++的编译器应该是保证虚函数表的指针存在于对象实例中最前面的位置(这是为了保证取到虚函数表的有最高的性能——如果有多层继承或是多重继承的情况下)。
这意味着我们通过对象实例的地址得到这张虚函数表,然后就可以遍历其中函数指针,并调用相应的函数。

class Base {
     public:
            virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }
            virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; }
            virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; }
 
};
虚函数表

可见存在虚函数的情况下,会存在一个4字节的指针,用于指定虚函数表所在的位置。
所以为4个字节。

包含成员变量的类

class D
{
    int    x;
    short  y;
};

...

cout<<"sizeof(D):"<<sizeof(D)<<endl;
result

为什么不是6字节呢?
因为编译器进行了字节对齐。

总结

原理分析

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。

如果 Class A; A obj; 那么sizeof(A)==sizeof(obj) 那么sizeof(A)的大小和成员的大小总和是什么关系呢,很简单,一个对象的大小大于等于所有非静态成员大小的总和。

为什么是大于等于而不是正好相等呢?超出的部分主要有以下两方面:

  1. C++对象模型本身
    对于具有虚函数的类型来说,需要有一个方法为它的实体提供类型信息(RTTI)和虚函数入口,常见的方法是建立一个虚函数入口表,这个表可为相同类型的对象共享,因此对象中需要有一个指向虚函数表的指针,此外,为了支持RTTI,许多编译器都把该类型信息放在虚函数表中。但是,是否必须采用这种实现方法,C++标准没有规定,但是这几户是主流编译器均采用的一种方案。
  1. 编译器优化
    因为对于大多数CPU来说,CPU字长的整数倍操作起来更快,因此对于这些成员加起来如果不够这个整数倍,有可能编译器会插入多余的内容凑足这个整数倍,此外,有时候相邻的成员之间也有可能因为这个目的被插入空白,这个叫做“补齐”(padding)。所以,C++标准紧紧规定成员的排列按照类定义的顺序,但是不要求在存储器中是紧密排列的。

基于上述两点,可以说用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。

总结

一个类中,虚函数、成员函数(包括静态与非静态)和静态数据成员都是不占用类对象的存储空间的。
对象大小
=
vptr(可能不止一个,这个很难确定,不过试过,类中定义了一个virtual函数,仍然为占用4个字节) + 所有非静态数据成员大小 + Aligin字节大小(依赖于不同的编译器)

计算原则

1.类的大小为类的非静态成员数据的类型大小之和,也就是说静态成员数据不作考虑。

2.普通成员函数与sizeof无关。

3.虚函数由于要维护在虚函数表,所以要占据一个指针大小,也就是4字节。

4.类的总大小也遵守类似class字节对齐的,调整规则。

References:

http://blog.csdn.net/hairetz/article/details/4171769
http://blog.csdn.net/liu_qiqi/article/details/9344627
http://blog.csdn.net/haoel/article/details/1948051/

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