类大小sizeof(class)

class如同int等内建类型一样，分配有一定大小的内存，本文通过基本类、含有虚函数的类、单继承的派生类和多重继承的派生类来考察类的内存布局规律。

1、普通类对象的大小

//普通类对象的内存布局
struct C000
{
};

struct C001
{
C001() : c_(0x01) {}
char c_;
};

struct C010
{
C010() : c1_(0x01),c2_(0x02) {}
char c1_;
char c2_;
};

struct C011
{
C011() : c1_(0x01),c2_(0x02) {}
void foo() { c1_ = 0x02; }
char c1_;
char c2_;
};

struct C100
{
C100() : c1_(0x01),c2_(0x02) {}
void foo() { c1_ = 0x02; }
char c1_;
char c2_;
static char sc1_;
static void sfoo(){sc1_=0x02;}
};

void test_single_class()
{
cout<<"sizeof(struct C000)="<<sizeof(struct C000)<<endl;  //1
cout<<"sizeof(struct C001)="<<sizeof(struct C001)<<endl;  //1
cout<<"sizeof(struct C010)="<<sizeof(struct C010)<<endl;  //2
cout<<"sizeof(struct C011)="<<sizeof(struct C011)<<endl;  //2
cout<<"sizeof(struct C100)="<<sizeof(struct C100)<<endl;  //2
}

sizeof(struct C000)本应该是0，但有一个占位符；

普通成员函数，静态成员函数，及静态成员变量皆不会在类的对象中有所表示。其中普通成员函数是在编译期通过this指针与类关联的，静态成员函数和静态成员变量相当于全局变量，只不过比其多一个类名称的限定。

2、普通派生类对象的大小

//普通继承类对象的内存布局
struct B010
{
B010() : c_(0x01) {}
void foo() { c_ = 0x02; }
private:
char c_;
};
struct B011
{
B011() : c_(0x02), c2_(0x03) {}
char c_;//这里的c_与B010同名也没影响
char c2_;
};
struct B014 : private B011//这里的继承方式也没影响
{
};
struct B015 : public B010, private B011
{
};


 

void test_derive_class()//继承方式没有影响，即使有父子类有相同的成员变量，子类大小也不受影响
{
cout<<"=============================================="<<endl;
cout<<"sizeof(struct B010)="<<sizeof(struct B010)<<endl;//1
cout<<"sizeof(struct B011)="<<sizeof(struct B011)<<endl;//2
cout<<"sizeof(struct B014)="<<sizeof(struct B014)<<endl;//2
cout<<"sizeof(struct B015)="<<sizeof(struct B015)<<endl;//3
}

可以理解为全盘继承下来，而不用管是否重名以及继承方式，两个父类有重名的成员，则在向上调用父类成员时就会产生向上二义性。

3、带虚函数类对象的大小

//带虚函数的对象的内存布局
struct A001   
{   
	virtual void foo(){}
};
struct A010:A001
{
	virtual void foo1(){}
};


struct A011
{
	virtual void foo1(){}
	virtual void foo2(){}
};

struct A100 :  A011
{
	virtual void foo3(){}
};

void test_virtual_class()
{
	cout<<"========================================="<<endl;
	cout<<"sizeof(strcut A001)="<<sizeof(struct A001)<<endl;//4
	cout<<"sizeof(struct A010)="<<sizeof(struct A010)<<endl;//4
	cout<<"sizeof(struct A011)="<<sizeof(struct A011)<<endl;//4
	cout<<"sizeof(struct A100)="<<sizeof(struct A100)<<endl;//4
}

带虚函数的类不同于普通类的是有一个虚函数表指针，也就是一个指针数组，而sizeof(*)为4.单继承派生类与基类共用一个虚函数表，但表的条目可能不一样，可能派生类虚函数表的条目多一些，或者是进行了改写。

4、带虚函数多重派生类对象大小

//带虚函数多重继承类的内存布局
struct D041   
{   
    D041() : c_(0x01) {}   
    virtual void foo() {  }   
    char c_;   
};
  
struct D042   
{   
    D042() : c_(0x02) {}   
    virtual void foo2() {}   
    char c_;   
}; 
  
struct D051 : public D041, public D042   
{   
};

struct D082 : public D041, public D042   
{   
    D082() : c_(0x03) {}   
    virtual void foo() {}   
    virtual void foo2() {}   
    virtual void foo3() {}   
    char c_;   
};

void test_virtual_multiple()
{
cout<<"========================================="<<endl;
	cout<<"sizeof(strcut D041)="<<sizeof(struct D041)<<endl;//5
	cout<<"sizeof(struct D042)="<<sizeof(struct D042)<<endl;//5
	cout<<"sizeof(struct D051)="<<sizeof(struct D051)<<endl;//10
	cout<<"sizeof(struct C082)="<<sizeof(struct D082)<<endl;//11	
}

含虚函数类多继承派生类拥有多个虚函数表，派生类可以重写各个基类的虚函数，从而修改了虚函数表，也可以添加虚函数，这个添加的虚函数指针条目将添加到第一个虚函数表中。

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2010-05-01 22:26:09

参考资料：C++对象布局及多态实现的探索(一)（二）（三）

http://www.devxx.com/2009/06/138.html