类对象所占用的内存空间
一个类的实例化对象所占空间的大小? 注意不要说类的大小,是类的对象的大小。 首先,类的大小是什么?确切的说,类只是一个类型的定义,它是没有大小可言的,用sizeof运算符对一个类型名操作,得到的是具有该类型实体的大小
1 #include <iostream>
2
3 using namespace std;
4
5 class A
6 {
7 };
8
9 int main()
10 {
11 A obj;
12 int nLen = sizeof(obj);
13 cout << nLen << endl; //sizeof(一个空类)为什么等于1?
14
15 return 0;
16 }
可以看到一个空类对象的大小1.
一个空类对象的大小是1,为什么不是0?
初学者肯定会很烦恼?类A明明是空类,它的大小应该为0,为什么编译器输出的结果为1呢?这就是实例化的原因(空类同样被实例化),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中得到了独一无二的地址,所以obj的大小是1.
打断点调试的时候,选中obj,然后按快捷键shift+F9
可以看到obj的地址是0x0019f77b;然后点击vs菜单栏上的窗口----内存-----内存(1)
然后把obj的内存地址粘贴过来:
1 #include <iostream>
2
3 using namespace std;
4
5 class A
6 {
7 public:
8 void func1() { };
9 void func2() { };
10 void func3() { };
11 };
12
13 int main()
14 {
15 A obj;
16 int nLen = sizeof(obj);
17 cout << nLen << endl; //sizeof(一个空类)为什么等于1?
18
19 return 0;
20 }
此时给类A添加了三个成员函数,此时的类A对象的大小是多少呢?
我们看到此时类A对象obj的大小还是1,说明类的成员函数不占用类对象的内存空间
1 #include <iostream>
2
3 using namespace std;
4
5 class A
6 {
7 public:
8 void func1() { };
9 void func2() { };
10 void func3() { };
11 char ab;
12 };
13
14 int main()
15 {
16 A obj;
17 int nLen = sizeof(obj);
18 cout << nLen << endl; //
19
20 obj.ab = 'c';
21 return 0;
22 }
我们添加了类A的成员变量ab之后,类A对象的大小是多大呢?
我们看到类A对象obj的大小是1.shift+F9我们获取到obj的内存地址
当断点走过obj.ab = 'c'这条赋值语句之后
可以看到原来0bj的内存地址上存储了63这个十六进制,而十六进制63对应的ASCII码刚好是字符c,所以说是一个字节大小。同时也说明了成员变量占用类对象的内存空间
1 #include <iostream>
2
3 using namespace std;
4
5 class A
6 {
7 public:
8 void func1() { };
9 void func2() { };
10 void func3() { };
11 //char ab;
12 int nab;
13 };
14
15 int main()
16 {
17 A obj;
18 int nLen = sizeof(obj);
19 cout << nLen << endl; //
20
21 //obj.ab = 'c';
22 obj.nab = 12;
23 return 0;
24 }
输出结果为:
打断点看到obj的内存地址是0x00cff9b4。而我们可以看到类A的成员变量是占用了4个字节来存储数据的。
我们再来看一个例子:
1 #include <iostream>
2
3 using namespace std;
4
5 class A{};
6 class B{};
7 class C : public A
8 {
9 virtual void func() = 0;
10 };
11
12 class D : public B, public C
13 {
14
15 };
16
17 int main()
18 {
19 cout << sizeof(A) << endl;
20 cout << sizeof(B) << endl;
21
22 cout << sizeof(C) << endl;
23 cout << sizeof(D) << endl;
24
25 return 0;
26 }
输出结果为:
1 #include <iostream> 2 3 using namespace std; 4 5 class A{}; 6 class B1{}; 7 class B 8 { 9 char c; 10 }; 11 class C : public A 12 { 13 virtual void func() = 0; 14 }; 15 16 class D : public B, public C {}; 17 18 class E :public B1, public C {}; 19 int main() 20 { 21 cout << sizeof(A) << endl; 22 cout << sizeof(B) << endl; 23 24 cout << sizeof(C) << endl; 25 cout << sizeof(D) << endl; 26 cout << sizeof(E) << endl; 27 28 return 0; 29 }
输出结果:
类A,B的大小为1上面我们已经讲过原因,而类C是由类A派生出来的,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,所以最后得到类C的大小为4个字节(类里只要有一个虚函数,或者说至少有一个虚函数,这个类就会产生一个指向虚函数的指针,有两个虚函数就会产生两个指向虚函数的指针,类本身,指向虚函数的指针(一个或者一堆)要有地方存放,这些指针就存放在一个表格里,这个表格我们称为“虚函数表”,这个虚函数表是保存在可执行文件中的,在程序执行的时候载入到内存中来。不管有几个虚函数,在32位的系统sizeof()都是多了4个字节)
类D的大小更让初学者疑惑,类D是由类B,C派生而来的,它的大小应该为二者之和5,为什么是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,离哪个最近的倍数,就是该类的大小,所以类D的大小为8个字节。
下面我们再看一个例子:
1 #include <iostream> 2 3 using namespace std; 4 5 class A 6 { 7 private: 8 int data; 9 }; 10 11 class B 12 { 13 private: 14 int data; 15 static int xs; 16 }; 17 int B::xs = 10; 18 int main() 19 { 20 cout << sizeof(A) << endl; 21 cout << sizeof(B) << endl; 22 23 return 0; 24 }
输出结果为:
为什么类B比类A多了一个数据成员,大小却和类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,静态成员在类中只有一个实体存在,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,它都已经存在,可以这么说,类的静态数据成员是一种特殊的全局变量。
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?
1 #include <iostream>
2
3 using namespace std;
4
5 class A
6 {
7 public:
8 A(int a) { x = a; }
9 void func()
10 {
11 cout << x << endl;
12 }
13
14 ~A() { }
15 private:
16 int x;
17 int g;
18 };
19
20 class B
21 {
22 public:
23 private:
24 int a;
25 int b;
26 static int xs;
27 };
28
29 int B::xs = 20;
30
31 int main()
32 {
33 A a(10);
34 //a.func();
35
36 B b;
37 cout << sizeof(a) << endl;
38 cout << sizeof(b) << endl;
39 return 0;
40 }
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.
从以上几个例子我们可以总结出来类的大小
1.为类的非静态成员数据的类型大小之和.
2.由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(字节对齐).
4 与类中的构造函数,析构函数以及其他的成员函数无关.
另外:一个类对象至少占用1个字节的内存空间。