C++类的大小

发布时间:2022-07-01 发布网站:脚本宝典
脚本宝典收集整理的这篇文章主要介绍了C++类的大小脚本宝典觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

1、C++结构体和类的关系

为什么讲C++类的大小要提到结构体呢,因为可能很多和我一样的学子,接触过c语言的结构体对齐,但不明白类的大小怎么计算,这其中都要用到内存对齐的概念,对于内存对齐的概念之前已经说过了,可以参考这篇博客结构体字节对齐和共用体大小 - 学渣的C/C++ - 博客园 (cnblogs.COM)。明白结构体的内存大小计算后,就要明白类和结构体的关系:

在C++中,结构体和类的唯一区别就是:  结构体和类具有不同的默认访问控制属性。

  类中,对于未指定访问控制属性的成员,其访问控制属性为私有类型(PRivate)。

  结构体中,对于未指定任何访问控制属性的成员,其访问控制属性为公有类型(public)。

所以结构体的大小和类的大小是一样的,在C++中,结构体也可以实现实现继承和多态(可能很惊讶,可以去看看这篇博文C++中结构体与类的区别 - 花菜饸饹 - 博客园 (cnbLOGs.com)),还要明确,静态成员变量和成员函数所占用的空间肯定不是结构体或类的空间。还有就是空的类的大小是1字节,以方便类进行实例化。代码进行验证:

#include <iostream>
using namespace std;

struct Node {

};

class test{

};

int main () {
    cout << "sizeof(struct Node) = " << sizeof(Node) << endl; 
    cout << "sizeof(class Test) =" << sizeof(Test) << endl;
    System("pause");
    return 0;

}

代码运行结果为:

C++类的大小

 

 2、继承类的大小

继承允许我们依据另一个类来定义一个类,会把一个类的成员大小都继承下来,所以继承了的派生类大小一定要考虑基类的大小,首先考虑的最大对齐数,派生类的最大对齐数要考虑基类的最大对齐数。下面以实际代码进行说明:

#include <iostream>
using namespace std;


class Base{
public:
    void func() {  //成员函数不占用类的空间大小

    }
private:
    static int m_val1; // 静态成员不占用类的空间
    int m_valInt;
    char m_valChar;
    double m_valDouble;
};

class Son:public Base{
public:
    static int func() { //静态成员函数也不占用内存空间
        return 0;
    }
private:
    int m_sonValint;
};


int main () {
    cout << "sizeof(Base) = " << sizeof(Base) << endl; 
    cout << "sizeof(Son)  = " << sizeof(Son) << endl;
    system("pause");
    return 0;

}

代码运行结果为:

C++类的大小

 

 可以明确,静态成员变量和成员函数所占用的空间类的空间,所以Base类的最大对齐数为double类型的大小(8字节),按照顺序存储,Base类的大小计算应该为:

sizeof(Base)= 4 + 1 + 3(浪费) + 8 = 16字节

Son类继承了Base类,它的最大对齐数也就是8字节,所以Son类的大小计算应该为:

sizeof(Son)  = 4 + 1 + 3(浪费) + 8 + 8 = 24字节

注意类的也要考虑存储顺序,如果把Base类中的m_valChar放到m_valDouble后面,Base类的大小计算就变成了:

sizeof(Base)= 4 + 4(浪费)+ 8 + 1 + 7(浪费)= 24字节

Son类的大小就算就变成了:

sizeof(Son)= 4 + 4(浪费)+ 8 + 1 + 3(浪费) +  4= 24字节

由此可以推算出多继承类的大小计算,菱形继承也是一样,都会继承基类的内存,尤其注意虚继承的情况,虚继承只是避免了菱形继承出现的二义性,但不是不继承,如以下代码:

#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
    void func() {  //成员函数不占用类的空间大小

    }
public:
    double m_valDouble;
};

class Son1:virtual public Base{}; //虚继承
class Son2:virtual public Base{}; //虚继承
class GrandSon:public Son1,public Son2{};

int main () {
   
    cout << "sizeof(GrandSon)  = " << sizeof(GrandSon) << endl;
    GrandSon gs;
    // gs.m_valDouble = 10; //如果不是虚继承就会出现二义性
    
    system("pause");
    return 0;

}

代买运行结果为:

C++类的大小

 

 上述GrandSon的依旧为16字节,因为它从Son1继承来了一份,又从Son2继承来了一份,所以,虚继承只是避免了访问的二义性,也可见菱形继承会对内存空间造成浪费 。

3、多态类的大小

多态类唯一的区别就是计算类大小要考虑到虚寒表指针的大小,指针的大小和系统相关,32位机器为4字节,64位机器为8字节,指针的大小也要作为最大对齐数的考虑范围。代码说明如下:

#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
    virtual void func() = 0; //虚函数,会生成虚函数表指针
public:
    char m_valChar;
};

class Son: public Base{
public:
    void func() {};
public:
    int m_SonvalInt;
};

int main () {
   
    cout << "sizeof(Base) = " << sizeof(Base) << endl;
    cout << "sizeof(Son)  = " << sizeof(Son) << endl; 

    system("pause");
    return 0;

}

代码运行结果为:

C++类的大小

 

 Base类的大小为8字节,是因为虚函数表指针占用了4字节,所以Base类的最大对齐数为4字节,虚函数表在构造函数的时候就会生成,所以,虚函数表指针肯定优先存储,所以Base类大小的计算为:

sizeof(Base) = 4 + 1 + 3(浪费) = 8字节

则Son类的大小计算为:

sizeof(Son)= 4 + 1 + 3(浪费) + 4 = 12字节

 

脚本宝典总结

以上是脚本宝典为你收集整理的C++类的大小全部内容,希望文章能够帮你解决C++类的大小所遇到的问题。

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