C++中类大小的问题

本文主要是介绍C++中类大小的问题，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

- 1.C++类大小问题
- 2.虚继承和虚函数混合使用类大小

1.C++类大小问题

eg：

#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;return 0;
}

结果：

分析：

类的实例化？
所谓类的实例化就是在内存中分配一块地址
空类的大小为什么是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，所以a，b的大小为１。
类c的大小为什么是4？
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（vfptr），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的大小为什么是8？
类d是由类b，c派生而来，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
结论：
不管类是否为空类，均可被实例化（空类也可被实例化），每个被实例都有一个独一无二的地址

eg：

#include<iostream>
using namespace std;class a{
private:int data;
};class b{
private:int data;static int data1;
};
int b::data1 = 0;
void main(){cout << "sizeof(a)=" << sizeof(a) << endl;cout << "sizeof(b)=" << sizeof(b) << endl;
}

测试：

分析：

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？
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。

eg：

#include<iostream>
using namespace std;class A{
public:A(int a){x = a;}void f(int x){cout << x << endl;}~A(){}private:int x;int g;
};
class B{
public:
private:int data; int data2;static int xs;
};
int B::xs = 0;
void main(){A s(10);s.f(10);cout << "sozeof(a) = " << sizeof(A) << endl;cout << "sizeof(b) = " << sizeof(B) << endl;
}

测试：

分析：

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

结论：

从以上的几个例子不难发现类的大小：
１．为类的非静态成员数据的类型大小之和．
２．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）．
３．为了优化存取效率，进行的边缘调整．
４　与类中的构造函数，析构函数以及其他的成员函数无关．

2.虚继承和虚函数混合使用类大小

eg：

#include<iostream>
using namespace std;class A
{virtual void aa(){};
};class B : public virtual  A
{char j[3];                                    //加入一个变量是为了看清楚class中的vfptr放在什么位置
public:virtual void bb(){};
};class B1 : public A
{char j[3];                                    //加入一个变量是为了看清楚class中的vfptr放在什么位置
public:virtual void bb(){};
};class C : public virtual B
{char i[3];
public:virtual void cc(){};
};void main(){cout << "sozeof(A) = " << sizeof(A) << endl;cout << "sizeof(B) = " << sizeof(B) << endl;cout << "sizeof(B1) = " << sizeof(B1) << endl;cout << "sizeof(C) = " << sizeof(C) << endl;
}

测试：

分析：

对于class A
由于只有一个虚函数，那么必须得有一个对应的虚函数表，来记录对应的函数入口地址。同时在class A的内存空间中之需要有个vfptr_A指向该表。sizeof（A）也很容易确定，为4。
对于class B
由于class B虚基础了class A，同时还拥有自己的虚函数。
（1）那么class B中首先拥有一个vfptr_B，指向自己的虚函数表。还有char j[3]，做一次alignment，一般大小为4。
（2）那么虚继承呢？
首先要通过加入一个虚基类指针（记vbptr_B_A）来指向其父类，然后还要包含父类的所有内容。sizeof（B）= 4＋4＋4＋4＝16（vfptr_B、char j[3]做alignment、vbptr_B_A和class A(类A的虚表指针)）。
对于类B1
因为不是虚继承，所以子类不会继承父类的虚表指针，它会有用自己的虚表指针并指向自身的虚表，所以sizeof(B1)=4+4=8(vfptr_B、char j[3]做alignment)。
而如果是虚继承，则子类会继承父类的虚表指针，一份指向自己的虚表、一份指向虚基表；
每个类都有自己的虚表和虚表指针、在虚继承时只有子类才有虚机类表指针和虚基类表。
VC在编译时会把vfptr放到类的头部；
对于Class C
lass C首先也得有个vfptr_C，然后是char i[3]，然后是vbptr_C_B，然后是class B，所以sizeof（C）＝4＋4＋4＋16＝28（vfptr_C、char i[3]做alignment、vbptr_C_A和class B）
参考：链接