C++类的大小——sizeof()

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


class a {};
class b{};
class c:public a{
 virtual void fun()=0;
};
class d:public b,public c{};
int main()
{
 cout<<"sizeof(a)"<  cout<<"sizeof(b)"<  cout<<"sizeof(c)"<  cout<<"sizeof(d)"<  return  0;}


程序执行的输出结果为：


sizeof(a) =1


sizeof(b)=1


sizeof(c)=4


sizeof(d)=8


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．


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．


当然在不同的编译器上得到的结果可能不同，但是这个实验告诉我们初学者，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．


我所用的编译器为vc++ 6.0．


下面我们再看一个例子．


#include
class a{
pivate: 
int data;
};


class b{ 
private:
     int data;
  static int data1;
};
 int b::data1=0;
 void mian(){
 cout<<"sizeof(a)="<  cout<<"sizeof(b)="< }


执行结果为：


sizeof(a)=4;


sizeof(b)=4;


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．


下面我们看一个有构造函数，和析构函数的类的大小，它又是多大呢？


#include
class A{
public :
 A(int a){
  a=x;}
 void f(int x){
  cout<  ~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)"<  cout<<"sizeof(b)"< }程序执行输出结果为：


10 ,


sizeof(a) 8


sizeof(b) 8


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．


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．




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先看这么个问题——已知：

class CBase
{
    int  a;
    char *p;
};

那么运行cout<<"sizeof(CBase)="<

这个应该很简单，两个成员变量所占的大小有嘛——8。可由时候人就是爱犯这个错误：这么简单的问题人家会问你？再想想……好像C++类里面有个什么函数指针，也应该占字节吧！？什么指针来着？忘了（还是水平低不扎实）！流汗中……算了姑且认为是构造函数和析构函数吧。一人一个加上刚才那8个16个。好笑吗？这是我犯的错误！！！到底C++类的sizeof是多少呢？没有所谓的函数指针问题吗？不甘心，编个例子看看：

第一步：给丫来个空的（不好意思上火粗鲁了）

class CBase
{
};

运行cout<<"sizeof(CBase)="<

sizeof(CBase)=1；

为什么空的什么都没有是1呢？查资料……查啊查……OK这里了：先了解一个概念：类的实例化，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（别拿豆包不当干粮，空类也是类啊），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。继续下一步：

第二步：

还是最初的那个类，运行结果：sizeof(CBase)=8

没什么说的，两个内部变量的大小。难道我记错了没有什么指针问题的存在？再试试（早这么有求知欲也不会丢人了，这回来劲了）

第三步：添个虚函数

class CBase
{
public:
    CBase(void);
    virtual ~CBase(void);
private:
    int   a;
    char *p;
};

再运行：sizeof(CBase)=12

嗨！问题出来了！！跟虚函数有关。为什么呢？查资料ing……

有了：“C++ 类中有虚函数的时候有一个指向虚函数的指针（vptr），在32位系统分配指针大小为4字节”噢原来如此害死我了。那么继承类呢？

第四步：

基类就是上面的了不写了

class CChild :
    public CBase
{
public:
    CChild(void);
    ~CChild(void);
private:
    int b;
};

运行：cout<<"sizeof(CChild)="<

输出：sizeof(CChild)=16；

可见子类的大小是本身成员变量的大小加上子类的大小。

有空再补一下关于虚函数指针的知识吧。