【转载】class和struct的区别 类的内存结构
转载一篇文章 写的不错
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我的读后感：
1. 类的默认构造函数?(虚拟函数？析构函数?虚拟析构函数？)What is behind the scene? 等弄完这阵子有时间得看看《inside the C++ object model》
2. COM中在<objbase.h>中的#define interface struct定义给我留下了很深的印象！
//******************再转一篇 也是跟类的内存结构有关的
许多同学可能在学习C++的时候，都会感到一定的困惑，继承到底是怎样分配空间的，多态到底是如何完成的，许许多多的问题，必须挖掘到C++底层处理机制，才能搞明白。有许多C程序员也并不认同C++，他们认为C++庞大又迟缓，其更重要的原因是，他们认为“C++是在你的背后做事情”。的确，C++编译器背着程序员做了太多的事情，所以让很多不了解其底层机制的人感到困惑。想成为一个优秀的程序员，那么这样的困惑就不应该存在，只有了解了底层实现模型，才能写出效率较高的代码，自信心也比较高。
我们先从一个简单但有趣的例子谈起。有如下的4个类：
class X {};
class Y : public virtual X {};
class Z : public virtual X {};
class A : public Y, public Z {};
上面的4个类中，没有任何一个类里含明显的数据，之间只是表示了继承关系，那么如果我们用sizeof 来测量它们的大小，将会得到什么结果呢？
你可能会认为，既然没有任何数据和方法，大小当然为0，而结果肯定会出乎你的意料，即使是class X 的大小也不为0。
在不同的编译器上，将会得到不同的结果，而在我们现在最常用的VC++编译器上，将得到如下的结果：
sizeof X 的结果是 1 。
sizeof Y 的结果是 4 。
sizeof Z 的结果是 4 。
sizeof A 的结果是 8 。
惊讶吗？那么为什么会得到这样的结果？让我们一个一个来分析。
对于一个空的class，事实上并不是空的，它有一个隐晦的1 byte ，那是被编译器安插进去的一个char 。这使得这个class 的两个对象得以在内存中配置独一无二的地址，这就是为什么 sizeof X 的结果是 1。
那么Y和Z呢，怎么会占用 4 byte ？其实它们的大小受到三个因素的影响：
1. 语言本身所造成的额外负担：当语言支持多态时，就会导致一些额外负担。在派生类中，这个额外负担表现在一个指针上，它是用来指向一个被称作“虚函数列表”的表格。而在VC++编译器上，指针的大小正好是 4 byte 。
2. 编译器对于特殊情况所提供的优化处理：在class Y 和 class Z 中，也将带上它们因为继承class X 而带来的 1 byte ，传统上它被放在派生类的固定部分的尾端。而某些编译器（正如我们现在所讨论的VC++编译器）会对空的基类提供特殊的处理，在这个策略下，一个空的基类被视为派生类对象最开头的一部分，也就是说它并没有花费任何额外空间（因为既然有了成员，就不需要原本为了空类而安插一个char了），这样也就节省了这 1 byte 的空间。事实上，如果某个编译器没有提供这种优化处理，你将发现class Y 和 class Z 的大小将是8 byte ，而不仅仅是5 byte 了，原因正如下面第3点所讲。
3. “对齐”（Alignment）机制：在大多数机器上，群聚的结构体大小都会受到alignment的限制，使它们能够更有效率地在内存中被存取。Alignment 就是将数值调整到某数的整数倍。在32位计算机上，通常alignment 为 4 byte（32位），以使总线达到最大的“吞吐量”，在这种情况下，如上面所说，如果 class Y 和class Z 的大小为 5 byte ，那么它们必须填补 3 byte ，最终得到的结果将是 8 byte 。是不是开始感谢VC++编译器幸好有这样的优化机制，使得我们节约了不少内存空间。
最后，我们再来看看 class A ，它的大小为什么是 8 byte ？显而易见，它继承了class Y 和class Z ，那么它的大小直接就把 class Y 和class Z 的大小加起来就够了。真有这么简单吗？实际上这只是一个巧合而已，这是因为之前编译器的优化机制掩盖这里的一些事实。对于没有优化的 class Y 和class Z 来说，他们的大小都是8 byte ，那么继承了它们两个的 class A 将是多大呢？16 byte？如果你有这样的编译器试一下的话，你会发现答案是12 byte 。怎么会是12 byte 呢？记住，一个虚拟继承的基类只会在派生类中存在一份实体，不管它在 class 继承体系中出现了多少次！class A的大小由下面几部分决定：
我们前面讨论的VC++编译器得出的结果之所以是8 byte ，是因为 class X 实体的那1 byte被拿掉了，于是额外的3 byte也同样不必了，因此就直接把class Y 和class Z的大小加起来，得到8 byte 。
这个例子看懂了吗？是不是对C++的底层机制开始感兴趣了？那么我们再来举一个同样有趣的例子。
有这样一个类：
class A {
private:
int a;
char b;
char c;
char d;
};
它的大小是多少呢？
如果你有记得我之前提到的alignment机制的话，你应该会猜到它的大小是8 byte 。的确如此，int a占用4 byte ，char b , char c 和char d各占1 byte ，加起来是7 byte ，再加上alignment额外带来的1 byte ，总共是8 byte 。
瞧，就是这么简单，那么现在我们把里面的成员变量换换位置，如下：
class A {
private:
char d;
int a;
char b;
char c;
};
我们将char d拿到第一个位子，放在int a之前。那么现在你能告诉我class A的大小是多少呢？你肯定不会再猜8 byte了，因为你会觉得这与上面似乎有些不同，但你不能肯定到底是多大。不敢确定的时候就去试试吧，原来是12 byte ，这又是怎么回事呢？同样的类，只是改变了成员变量的位子，怎么就会多出4 byte的存储空间？其实这一切又是由变量的存储规则造成的。对于一个类来说，它里面的成员变量（这里单指非静态的成员变量.静态的成员变量是在全局存储区，不在类的size中）是按声明的顺序存储在内存空间中的。在第一种的情况中，它们紧紧的排列在一起，除了由于alignment所浪费的1 byte空间外，它们几乎用了最小的存储空间；而在第二种情况中，它们则不是排列得那么紧密了，错误就在于char d ，它一个人就占用了4 byte 。为什么它会占用4 byte呢，其实责任也不全在它，后面的int a也有不可推卸的责任。Int 型数据在VC++编译器中正好是占用4 byte的，等于一个alignment量，而这4 byte一定是密不可分的。当char d占用了1 byte后，其后空出了3 byte（对于一个alignment量来说），而一个int型数据不能被拆成3 byte +1byte来存储，那样编译器将无法识别，因此int a只有向后推到下一个alignment的开始，这样char d就独占了4 byte ，中间有3 byte浪费掉了。而后面的char b和char c依旧紧密排列，最后又由于alignment调整2 byte ，整个类的大小就变为了12 byte 。
看了这个例子，是不是该反省以前随意定义成员变量了？如果你要定义一个含3个int型数据和4个char型数据的类，本来最优化的方法只需要16 byte ，而你却随意的定义成如下的样子：
class F{
private:
char c1;
int i1;
char c2;
int i2;
char c3;
int i3;
char c4;
};
看看结果是什么，这个类竟然要占据28 byte的空间，比刚才整整大了12 byte！
再来看看继承的时候，成员变量是怎样存放的。我们将第2个例子中的class A 改成三层的继承模式，或许我们在做项目中，真的会遇到这样的情况。
class A1{
private:
int a;
char b;
};
class A2: public A1{
private:
char c;
};
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