类的大小——sizeof 的研究(1) 空类大小

1、为何空类的大小不是0呢？

为了确保两个不同对象的地址不同，必须如此。

类的实例化是在内存中分配一块地址，每个实例在内存中都有独一无二的二地址。同样，空类也会实例化，所以编译器会给空类隐含的添加一个字节，这样空类实例化后就有独一无二的地址了。所以，空类的sizeof为1，而不是0.

2、请看下面的类：

class A{ virtual void f(){} };

class B:public A{}

此时，类A和类B都不是空类，其sizeof都是4，因为它们都具有虚函数表的地址。

3、请看：

class A{};

class B:public virtual A{};

此时，A是空类，其大小为1；B不是空类，其大小为4.因为含有指向虚基类的指针。

4、多重继承的空类的大小也是1.

class Father1{}; class Father2{};

class Child:Father1, Father2{};

它们的sizeof都是1.

5、何时共享虚函数地址表：

如果派生类继承的第一个是基类，且该基类定义了虚函数地址表，则派生类就共享该表首址占用的存储单元。对于除前述情形以外的其他任何情形，派生类在处理完所有基类或虚基类后，根据派生类是否建立了虚函数地址表，确定是否为该表首址分配存储单元。

 

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class Base
{
public:
Base();
~Base();

};

 

注意到我这里显示声明了构造跟析构，但是sizeof(Base)的结果是1.

因为一个空类也要实例化，所谓类的实例化就是在内存中分配一块地址，每个实例在内存中都有独一无二的地址。同样空类也会被实例化，所以编译器会给空类隐含的添加一个字节，这样空类实例化之后就有了独一无二的地址了。所以空类的sizeof为1。

而析构函数，跟构造函数这些成员函数，是跟sizeof无关的，也不难理解因为我们的sizeof是针对实例，而普通成员函数，是针对类体的，一个类的成员函数，多个实例也共用相同的函数指针，所以自然不能归为实例的大小，这在我的另一篇博文有提到。

 

class Base
{
public:
Base();
virtual ~Base(); //每个实例都有虚函数表
void set_num(int num) //普通成员函数，为各实例公有，不归入sizeof统计
{
a=num;
}
private:
int a; //占4字节
char *p; //4字节指针
};

class Derive:public Base
{
public:
Derive():Base(){};
~Derive(){};
private:
static int st; //非实例独占
int d; //占4字节
char *p; //4字节指针

};

int main()
{
cout<<sizeof(Base)<<endl;
cout<<sizeof(Derive)<<endl;
return 0;
}

 

结果自然是

12

20

 

Base类里的int  a;char *p;占8个字节。

而虚析构函数virtual ~Base();的指针占4子字节。

其他成员函数不归入sizeof统计。

Derive类首先要具有Base类的部分，也就是占12字节。

int  d;char *p;占8字节

static int st;不归入sizeof统计

所以一共是20字节。

 

在考虑在Derive里加一个成员char c;

class Derive:public Base
{
public:
Derive():Base(){};
~Derive(){};
private:
static int st;
int d;
char *p;
char c;

};

 

这个时候，结果就变成了

12

24

 

一个char c;增加了4字节，说明类的大小也遵守类似class字节对齐，的补齐规则。

 

至此，我们可以归纳以下几个原则：

1.类的大小为类的非静态成员数据的类型大小之和，也就是说静态成员数据不作考虑。

2.普通成员函数与sizeof无关。

3.虚函数由于要维护在虚函数表，所以要占据一个指针大小，也就是4字节。

4.类的总大小也遵守类似class字节对齐的，调整规则。