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C++類的大小介紹

更新時(shí)間：2021年11月12日 10:07:23 作者：學(xué)渣的C/C++

這篇文章主要介紹了C++類的大小，在C++中，結(jié)構(gòu)體和類的唯一區(qū)別就是結(jié)構(gòu)體和類具有不同的默認(rèn)訪問控制屬性，下面一起進(jìn)入文章查看詳細(xì)內(nèi)容

1、C++結(jié)構(gòu)體和類的關(guān)系

為什么講C++類的大小要提到結(jié)構(gòu)體呢，因?yàn)榭赡芎芏嗪臀乙粯拥膶W(xué)子，接觸過C語言的結(jié)構(gòu)體對齊，但不明白類的大小怎么計(jì)算，這其中都要用到內(nèi)存對齊的概念，對于內(nèi)存對齊的概念之前已經(jīng)說過了，可以參考這篇博客：C++結(jié)構(gòu)體字節(jié)對齊和共用體大小明白結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存大小計(jì)算后，就要明白類和結(jié)構(gòu)體的關(guān)系：

在C++中，結(jié)構(gòu)體和類的唯一區(qū)別就是： 結(jié)構(gòu)體和類具有不同的默認(rèn)訪問控制屬性。

　　類中，對于未指定訪問控制屬性的成員，其訪問控制屬性為私有類型（private）。

　　結(jié)構(gòu)體中，對于未指定任何訪問控制屬性的成員，其訪問控制屬性為公有類型（public）。

所以結(jié)構(gòu)體的大小和類的大小是一樣的，在C++中，結(jié)構(gòu)體也可以實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)繼承和多態(tài)（可能很驚訝，可以去看看這篇博文：C++結(jié)構(gòu)體與類的區(qū)別詳情，還要明確，靜態(tài)成員變量和成員函數(shù)所占用的空間肯定不是結(jié)構(gòu)體或類的空間。還有就是空的類的大小是1字節(jié)，以方便類進(jìn)行實(shí)例化。

代碼進(jìn)行驗(yàn)證：

#include <iostream>
using namespace std;

struct Node {

};

class Test{

};

int main () {
    cout << "sizeof(struct Node) = " << sizeof(Node) << endl; 
    cout << "sizeof(class Test) =" << sizeof(Test) << endl;
    system("pause");
    return 0;

}

代碼運(yùn)行結(jié)果為：

2、繼承類的大小

繼承允許我們依據(jù)另一個(gè)類來定義一個(gè)類，會把一個(gè)類的成員大小都繼承下來，所以繼承了的派生類大小一定要考慮基類的大小，首先考慮的最大對齊數(shù)，派生類的最大對齊數(shù)要考慮基類的最大對齊數(shù)。

下面以實(shí)際代碼進(jìn)行說明：

#include <iostream>
using namespace std;


class Base{
public:
    void func() {  //成員函數(shù)不占用類的空間大小

    }
private:
    static int m_val1; // 靜態(tài)成員不占用類的空間
    int m_valInt;
    char m_valChar;
    double m_valDouble;
};

class Son:public Base{
public:
    static int func() { //靜態(tài)成員函數(shù)也不占用內(nèi)存空間
        return 0;
    }
private:
    int m_sonValint;
};


int main () {
    cout << "sizeof(Base) = " << sizeof(Base) << endl; 
    cout << "sizeof(Son)  = " << sizeof(Son) << endl;
    system("pause");
    return 0;

}

代碼運(yùn)行結(jié)果為：

可以明確，靜態(tài)成員變量和成員函數(shù)所占用的空間類的空間，所以Base類的最大對齊數(shù)為double類型的大?。?字節(jié)），按照順序存儲，

Base類的大小計(jì)算應(yīng)該為：

sizeof（Base）= 4 + 1 + 3（浪費(fèi)） + 8 = 16字節(jié)

Son類繼承了Base類，它的最大對齊數(shù)也就是8字節(jié)，

所以Son類的大小計(jì)算應(yīng)該為：

sizeof（Son) = 4 + 1 + 3（浪費(fèi)） + 8 + 8 = 24字節(jié)

注意類的也要考慮存儲順序，如果把Base類中的m_valChar放到m_valDouble后面，

Base類的大小計(jì)算就變成了：

sizeof（Base）= 4 + 4（浪費(fèi)）+ 8 + 1 + 7（浪費(fèi)）= 24字節(jié)

Son類的大小就算就變成了：

sizeof（Son）= 4 + 4（浪費(fèi)）+ 8 + 1 + 3（浪費(fèi)） + 4= 24字節(jié)

由此可以推算出多繼承類的大小計(jì)算，菱形繼承也是一樣，都會繼承基類的內(nèi)存，尤其注意虛繼承的情況，虛繼承只是避免了菱形繼承出現(xiàn)的二義性，但不是不繼承，

如以下代碼：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
    void func() {  //成員函數(shù)不占用類的空間大小

    }
public:
    double m_valDouble;
};

class Son1:virtual public Base{}; //虛繼承
class Son2:virtual public Base{}; //虛繼承
class GrandSon:public Son1,public Son2{};

int main () {
   
    cout << "sizeof(GrandSon)  = " << sizeof(GrandSon) << endl;
    GrandSon gs;
    // gs.m_valDouble = 10; //如果不是虛繼承就會出現(xiàn)二義性
    
    system("pause");
    return 0;

}

代碼運(yùn)行結(jié)果為：

上述GrandSon的依舊為16字節(jié)，因?yàn)樗鼜腟on1繼承來了一份，又從Son2繼承來了一份，所以，虛繼承只是避免了訪問的二義性，也可見菱形繼承會對內(nèi)存空間造成浪費(fèi) 。

3、多態(tài)類的大小

多態(tài)類唯一的區(qū)別就是計(jì)算類大小要考慮到虛寒表指針的大小，指針的大小和系統(tǒng)相關(guān)，32位機(jī)器為4字節(jié)，64位機(jī)器為8字節(jié)，指針的大小也要作為最大對齊數(shù)的考慮范圍。

代碼說明如下：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
    virtual void func() = 0; //純虛函數(shù),會生成虛函數(shù)表指針
public:
    char m_valChar;
};

class Son: public Base{
public:
    void func() {};
public:
    int m_SonvalInt;
};

int main () {
   
    cout << "sizeof(Base) = " << sizeof(Base) << endl;
    cout << "sizeof(Son)  = " << sizeof(Son) << endl; 

    system("pause");
    return 0;

}

代碼運(yùn)行結(jié)果為：