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C++空类实例大小不是0原因

[日期:2016-10-07] 来源:Linux社区  作者:Linux [字体: ]

初学者在学习面向对象的程序设计语言时,或多或少的都些疑问,我们写的代码与最终生编译成的代码却 大相径庭,我们并不知道编译器在后台做了什么工作.这些都是由于我们仅停留在语言层的原因,所谓语言层就是教会我们一些基本的语法法则,但不会告诉我们为什么这么做?今天和大家谈的一点感悟就是我在学习编程过程中的一点经验,是编译器这方面的一个具体功能。

首先:我们要知道什么是类的实例化,所谓类的实例化就是在内存中分配一块地址.

那我们先看看一个例子:

#include<iostream.h>

class a {};
class b{};
class c:public a{
 virtual void fun()=0;
};
class d:public b,public c{};
int main()
{
 cout<<"sizeof(a)"<<sizeof(a)<<endl;
 cout<<"sizeof(b)"<<sizeof(b)<<endl;
 cout<<"sizeof(c)"<<sizeof(c)<<endl;
 cout<<"sizeof(d)"<<sizeof(d)<<endl;
 return  0;}

程序执行的输出结果为:

sizeof(a) =1

sizeof(b)=1

sizeof(c)=4

sizeof(d)=8

为什么会出现这种结果呢?初学者肯定会很烦恼是吗?类a,b明明是空类,它的大小应该为为0,为什么 编译器输出的结果为1呢?这就是我们刚才所说的实例化的原因(空类同样可以被实例化),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得到了独一无二的地址.所以a,b的大小为1.

而类c是由类a派生而来,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c类的大小为4.

类d的大小更让初学者疑惑吧,类d是由类b,c派生迩来的,它的大小应该为二者之和5,为什么却是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,里哪个最近的倍数,就是该类的大小,所以类d的大小为8个字节.

当然在不同的编译器上得到的结果可能不同,但是这个实验告诉我们初学者,不管类是否为空类,均可被实例化(空类也可被实例化),每个被实例都有一个独一无二的地址.

我所用的编译器为vc++ 6.0.

下面我们再看一个例子.

#include<iostream.h>
class a{
pivate:
int data;
};

class b{
private:
    int data;
  static int data1;
};
 int b::data1=0;
 void mian(){
 cout<<"sizeof(a)="<<sizeof(a)<<endl;
 cout<<"sizeof(b)="<<sizeof(b)<<endl;
}

执行结果为:

sizeof(a)=4;

sizeof(b)=4;

为什么类b多了一个数据成员,却大小和类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,静态成员数据在类中永远只有一个实体存在,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.

所以a,b的大小相同.

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?

#include<iostream.h>
class A{
public :
 A(int a){
  a=x;}
 void f(int x){
  cout<<x<<endl;}
 ~A(){}

private:
  int x;
  int g;
  };
class B{
public:
 private:
 int  data; int data2;
 static int xs;
};
int B::xs=0;
void  main(){
 A s(10);
 s.f(10);
 cout<<"sozeof(a)"<<sizeof(A)<<endl;
 cout<<"sizeof(b)"<<sizeof(B)<<endl;
}程序执行输出结果为:

10 ,

sizeof(a) 8

sizeof(b) 8

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.

从以上的几个例子不难发现类的大小:

1.为类的非静态成员数据的类型大小之和.

2.有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.

4 与类中的构造函数,析构函数以及其他的成员函数无关.

本文永久更新链接地址http://www.linuxidc.com/Linux/2016-10/135765.htm

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