C++中类对象的内存布局和占用空间

Orenda ·
更新时间:2024-09-20
· 530 次阅读

  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。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,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的地址还是的,于是编译器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。



c+ 布局 对象 类对象 C++

需要 登录 后方可回复, 如果你还没有账号请 注册新账号