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C++培训
C++中类对象的内存布局和占用空间

        
    很多C++书籍中都介绍过,一个Class对象需要占用多大的内存空间。最权威的结论是:

    * 非静态成员变量总合。

    * 加上编译器为了CPU计算,作出的数据对齐处理。

    * 加上为了支持虚函数,产生的额外负担。

    介绍完了理论知识后,再看看再找一个例子看看(注:一下所有结果都是在VC6.0 开发环境中得出的结论)

    一、空类的Size

    class Car

    {

    };

    void main()

    {

    int size = 0;

    Car objCar;

    size = sizeof(objCar);

    printf(“%s %d /r”, “Class Car Size:”, size);

    }

    输出结果:Class Car Size:1

    这是为何呢?我想对于这个问题,不仅是刚入行不久的开发新手,就算有过几年以上C++开发经验的开发人员也未必能说清楚这个。

    编译器在执行Car objCar;这行代码后需要,作出一个Class Car的Object.并且这个Object的地址还是独一无二的,于是编译器就会给空类创建一个隐含的一个字节的空间。

    二、只有成员变量的Size

    classCar

    {

    private:

    intnLength;

    intnWidth;

    };

    void main()

    {

    int size = 0;

    Car objCar;

    size = sizeof(objCar);

    printf(“%s %d /r”, “Class Car Size:”, size);

    }

    输出结果:Class Car Size:8

    这个结果很多开发人员都清楚。在32位系统中,整型变量占4个字节。这里Class Car中含有两个整型类型的成员变量,所以Class Size是8.

    class Car

    {

    private:

    int nLength;

    int nWidth;

    static int sHigh;

    };

    void main()

    {

    int size = 0;

    Car objCar;

    size = sizeof(objCar);

    printf(“%s %d /r”, “Class Car Size:”, size);

    }

    输出结果:Class Car Size:8

    我们这次在Class Car中添加了一个静态成员变量,但是Class Size仍然是8个字节。这正好符合了,结论中的第一条:非静态成员变量总合。

    class Car

    {

    private:

    char chLogo

    int nLength;

    int nWidth;

    static int sHigh;

    };

    void main()

    {

    int size = 0;

    Car objCar;

    size = sizeof(objCar);

    printf(“%s %d /r”, “Class Car Size:”, size);

    }

    输出结果:Class Car Size:12

   在类中又插入了一个字符型变量,结果Class Size变成了12.这个就是编译器额外添加3个字符变量,做数据对齐处理,为了是提高CPU的计算速度。编译器额外添加的东西我们是无法看见的。这也符合了结论中的第二条:加上编译器为了CPU计算,作出的数据对齐处理。

    既然,我们这样定义类成员数据编译器会额外的增加空。那么,我们何不在定义类的时候就考虑到数据对齐的问题,可以多定义出3个字符类型变量作为预留变量,既能满足数据对齐的要求,也给自己的程序添加了一些可扩展的空间。

    三、只有成员函数的Size

    class Car

    {

    public:

    Car(){};

    ~Car(){};

    public:

    void Fun(){};

    };

    void main()

    {

    int size = 0;

    Car objCar;

    size = sizeof(objCar);

    printf(“%s %d /r”, “Class Car Size:”, size);

    }

    输出结果:Class Car Size:1

    噢,这是怎么回事儿呢?再做一个实验看看。

    class Car

    {

    public:

    Car(){};

    ~Car(){};

    public:

    void Fun(){};

    private:

    int nLength;

    int nWidth;

    };

    void main()

    {

    int size = 0;

    Car objCar;

    size = sizeof(objCar);

    printf(“%s %d /r”, “Class Car Size:”, size);

    }

    输出结果:Class Car Size:8

    这次应该很清楚的了。函数是不占用类空间的。第一个例子中的Size为1个字节,正是编译器为类创建一个隐含的一个字节的空间。

    class Car

    {

    public:

    Car(){};

    virtual ~Car(){};

    public:

    void Fun(){};

    };

    void main()

    {

    int size = 0;

    Car objCar;

    size = sizeof(objCar);

    printf(“%s %d /r”, “Class Car Size:”, size);

    }

    输出结果:Class Car Size:4

    这次,让析构函数为虚函数,看到了Class Size为4.这正是指向Virtual Table的指针vptr的Size.这正好符合了,结论中的第三条:加上为了支持虚函数,产生的额外负担。

    到此为止,一个Class Object究竟占用多少内存空间,已经完全说清楚了。但是,这只是针对单独类,或者说是基类适用。对于子类,却不一样了。有兴趣的朋友可以做一些实验。