sizeof 统计类实例化对象所占内存大小的规则详解

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。add charles 空结构体:struct d{} 的sizeof也是1。

具体规则如下:

1:sizeof统计的是内存四区中的堆和栈里面的数据,而不包含数据区和代码区,因此并不统计static静态成员(因为static成员是存储在数据区,且static成员是属于整个类的,而不专属于某一个对象)  和  函数成员( 因为类中的函数在调用的时候,直接加载到代码段,而不会分配内存空间 ) ;

2:sizeof(A)的大小和成员的大小总和是什么关系呢,很简单,一个对象的大小大于等于所有非静态成员大小的总和。 
为什么是大于等于而不是正好相等呢?超出的部分主要有以下两方面: 
1)  C++对象模型本身 对于具有虚函数 (不论虚函数的个数) 的类型来说,在实例化对象时,编译器会自动在对象中插入一个指向虚函数表的指针,占四个字节;而如果这个类是多继承的话,且继承的每个父类都是虚函数,则有几个父类,则会产生几张虚函数表,对应的会有几个相应的指针。

2)  编译器优化 因为对于大多数CPU来说,CPU字长的整数倍操作起来更快,因此对于这些成员加起来如果不够这个整数倍,有可能编译器会插入多余的内容凑足这个整数倍,此外,有时候相邻的成员之间也有可能因为这个目的被插入空白,这个叫做“补齐”(padding)。

3)C++标准规定类的大小不为0,空类的大小为1,当类不包含虚函数和非静态数据成员时,其对象大小也为1。 如果在类中声明了虚函数(不管是1个还是多个),那么在实例化对象时,编译器会自动在对象里安插一个指针指向虚函数表VTable,在32位机器上,一个对象会增加4个字节来存储此指针,它是实现面向对象中多态的关键。而虚函数本身和其他成员函数一样,是不占用对象的空间的。

4)空类实例化后占据的内存大小为1字节,这是因为空类也可以实例化,而每一个实例化的对象在内存中都是独一无二的,因此,编译器会给空类加上一个隐含的字节,而非空类则不会加上这样的一个字节。

具体测试代码如下:

#include <iostream>
using namespace std;

class A{};   //空类实例化后,编译器自动给其加上一个字节,因为每一个类实例化都是独一无二的

class B      //sizeof并不测量函数成员和static静态数据成员,只计算所有的非静态数据成员
             //但由于CPU的字节整数倍操作,会进行字节对齐操作
{
public:
    B(){}
    void eat(){}
private:
    int  data; char c;
    static int xs;
};
int B::xs=0;

class C     //当类中有虚函数的时候,编译器会自动在对象中安插一个指向虚函数表的指针
{
public:
    virtual void fun()
	{
		
	}
};

class D
{
private: 
    int a;  char c;
public:
    virtual void play(){}
    
};

class E:public C, public D    //有两张表的时候,则会有两个指针
{
public:
	virtual void eat(){};
};


int main()
{
    A a;
    cout<<"sizeof(a)= "<<sizeof(a)<<endl;
	B b;
	cout<<"sizeof(b)= "<<sizeof(b)<<endl;
	C c;
	cout<<"sizeof(c)= "<<sizeof(c)<<endl;
	D d;
	cout<<"sizeof(d)= "<<sizeof(d)<<endl;
	E e;
	cout<<"sizeof(e)= "<<sizeof(e)<<endl;
	
}

运行结果截图如下:

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