c++类实例在内存中所占字节数分析

秒速五厘米 2022-08-27 15:47 197阅读 0赞

c++是一种面向对象的编程语言，它向下保持了对c的兼容，同时也允许程序员能够自由的操控内存，虽然会带来一些问题，但这不是我们要探讨的问题，略过不表。类是对某种对象的定义，包含变量和方法，也可以理解为现实生活中一类具有共同特征的事务的抽象，他是面向对象语言的基础。所以类是不占有内存的，可是如果类生成实例那么将会在内存中分配一块内存来存储这个类。

类的实例在内存中是如何分配内存的，有什么需要我们注意的，下面将慢慢到来。

比如下面一个类：

//sizeof(A0)= 1 Byte

class A0

\};

从形式上看，它似乎什么有没有，事实上它不止隐含了一个构造函数和一个析构函数，还有一些操作符重载函数，比如“=”。如果类A被实例话，如A a;在内存会占据多大的空间呢？有人可能会说4，也有人会说0，还有人会说1，说1的就对了，为什么会是1呢？原因有很多，如果我们定义一个数组A b\[10\];如果上面是0，这样的局面将会很尴尬，所以A这样一个空类，编译器会给它一个字节来填充。

增加一个变量，（字节对齐默认都是4）

//sizeof(A1)= 4 Byte

class A1

public:

int i;

\};

类A1的实例将占据4个字节的内存，sizeof(A1) = 4

再增加一个变量，

//sizeof(A2)= 8 Byte

class A2

public:

int m;

int n;

\};

此时按照变量生命的先后顺序，i被放在低地址上，l紧随其后。

实例占用8个字节，sizeof(A2) = 4\*2 = 8

如果累里面含有函数且所带的参数不是成员变量：

//sizeof(A4)= 8 Byte

class A4

public:

int m;

int n;

int add(int x,int y)\{ return (x\+y);\}

\};

有些人可能会说类的大小是12，事实上sizeof(A) = 8；

为什么会这样，这是因为sizeof访问的程序的数据段，而函数地址则被保存在代码段内，所以最后的结果是8.

如果累里面含有函数且不含参数：

//sizeof(A5)= 8 Byte

class A5

public:

int m;

int n;

int add()\{ return (m\+n);\}

\};

再看下面这个情况，添加一个静态变量对类示例大小的影响

//sizeof(A6)= 8 Byte

class A6

public:

int m;

int n;

static int s;

int add()\{ return (m\+n);\}

\};

此时sizeof(A)大小仍为8，这里留给读者去思考为什么？

当类里面含有虚函数时，情况会如何呢？

//sizeof(A7)= 12 Byte

class A7

public:

int m;

int n;

virtual void M() \{\};

int add()\{ return (m\+n);\}

\};

因为含有虚函数，所以类里面将含有一个虚指针vptr，指向该类的虚表vtbl，一个指针占用四字节的地址，所以sizeof(A) = 12

虚指针放在类实例地址的最低位置，

比如 A \*a = new A;

我们可以这样给变量i赋值

int \*p = (int \*)a;

p++;

\*p = 1;//把i的值赋为1.

如果类作为派生类，内存将如何分配呢？

这种情况虽然有些复杂，但并不是说不好理解。

他有多少个父类每个父类的大小加起来在加上自身就是sizeof的大小。

示例代码：

#include "stdafx.h"
    #include<Windows.h>
    #include <iostream>
    using namespace std;
     
    //sizeof(A0)= 1 Byte
    class A0
    {
    public:
    };
     
    //sizeof(A1)= 4 Byte
    class A1
    {
    public:
    int i;
    };
     
    //sizeof(A2)= 8 Byte
    class A2
    {
    public:
    int m;
    int n;
    };
     
    //sizeof(A3)= 16 Byte
    class A3
    {
    public:
    int i;
    double d;
    };
     
    //sizeof(A4)= 8 Byte
    class A4
    {
    public:
    int m;
    int n;
    int add(int x,int y){return (x+y);}
    };
     
    //sizeof(A5)= 8 Byte
    class A5
    {
    public:
    int m;
    int n;
    int add(){return (m+n);}
    };
     
    //sizeof(A6)= 8 Byte
    class A6
    {
    public:
    int m;
    int n;
    static int s;
    int add(){return (m+n);}
    };
     
    //sizeof(A7)= 12 Byte
    class A7
    {
    public:
    int m;
    int n;
    virtual void M() {};
    int add(){return (m+n);}
    };
     
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    int t0=sizeof(A0);
    cout<<"类 A0 所占内存大小为 "<<t0<<" Byte"<<endl;
    int t1=sizeof(A1);
    cout<<"类 A1 所占内存大小为 "<<t1<<" Byte"<<endl;
    int t2=sizeof(A2);
    cout<<"类 A2 所占内存大小为 "<<t2<<" Byte"<<endl;
    int t3=sizeof(A3);
    cout<<"类 A3 所占内存大小为 "<<t3<<" Byte"<<endl;
    int t4=sizeof(A4);
    cout<<"类 A4 所占内存大小为 "<<t4<<" Byte"<<endl;
    int t5=sizeof(A5);
    cout<<"类 A5 所占内存大小为 "<<t5<<" Byte"<<endl;
    int t6=sizeof(A6);
    cout<<"类 A6 所占内存大小为 "<<t6<<" Byte"<<endl;
    int t7=sizeof(A7);
    cout<<"类 A7 所占内存大小为 "<<t7<<" Byte"<<endl;
    system("pause");
    return 0;
    }

运行结果：

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