【C++】使用sizeof计算类对象所占空间大小-sizeof总结

 决定C ++中对象的大小的因素：

一、使用sizeof计算类对象所占空间大小

  需要注意，对类做sizeof运算时，并不是简单地把各个成员所占的内存数量相加。需要注意成员顺序不同，可能需要字节补齐。

编程实例：

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
int i; //int占用4个字节
};
class B
{
public:
char ch; //char占用1个字节
};
class C
{
public:
int i;
short j;//short占用2个字节
};
class D
//D共占用8个字节
{
public:
int i;
//int占用4个字节
short j;
//short和char共占用3个字节，由于这里最宽的
char ch;
//基本类型是int的4个字节，再填充一个字节凑成4的倍数
};
class E
//E共占用8个字节
{
public:
int i;
int ii;
//两个int共占用8个字节
short j;
//1个short + 2个char = 4个字节，刚好是最宽
char ch; //基本类型int的大小的整数倍，不需要再填充字节
char chr;
};
int main()
{
cout << "sizeof(A) = " << sizeof(A) << endl;
//4
cout << "sizeof(B) = " << sizeof(B) << endl;
//1
cout << "sizeof(C) = " << sizeof(C) << endl;
//8
cout << "sizeof(D) = " << sizeof(D) << endl;
//8
cout << "sizeof(E) = " << sizeof(E) << endl;
//12
getchar();
return 0;
}

小结：

 拓展知识：关于字节对其你和字节填充

编程实例：

class C {
char c;
int int1;
int int2;
int i;
long l;
short s;
};

 分析:

  这个类的大小是24字节。尽管char c只消耗1个字节，但将为它分配4个字节，剩下的3个字节将被浪费（留空）。这是因为下一个成员是int，它占用4个字节。如果我们不进入下一个（4）字节来存储这个整数成员，那么这个整数的内存访问/修改周期将是2个读周期。所以编译器会为我们做这个补位。

图解：

二、使用sizeof计算含有虚函数的类对象的空间大小

  虚函数的存在将在类中添加4个字节的虚拟表指针，这将被添加到类的大小。 同样，在这种情况下，如果类的基类已经直接或通过其基类具有虚函数，那么这个额外的虚函数将不会添加任何类的大小。 虚拟表指针在类层次结构中是通用的。 

编程实例：

#include <iostream>
using namespace std;
class Base
//Base占用的内存大小为4，即1个int
{
public:
Base(int x) :a(x)
{
}
void print()
//函数不占用内存
{
cout << "base" << endl;
}
private:
int a;
};
class Derived :public Base //Derived的内存大小=Base的大小+Derived中的一个int,
{
//即4 + 4 = 8
public:
Derived(int x) :Base(x - 1), b(x)
{
}
void print()
{
cout << "derived" << endl;
}
private:
int b;
};
class A
//A共占用8个字节
{
public:
A(int x) :a(x)
{
}
virtual void print() //虚函数产生一个隐含的虚表指针成员，占4个字节
{
cout << "A" << endl;
}
private:
int a; //占4个字节
};
class B :public A //b所占内存 = A所占内存 + 4
{
public:
B(int x) :A(x - 1), b(x)
{
}
virtual void print()
{
cout << "B" << endl;
}
private:
int b;
//占4个字节
};
int main()
{
Base obj1(1);
cout << "size of Base obj is " << sizeof(obj1) << endl;
//4
Derived obj2(2);
cout << "size of Derived obj is " << sizeof(obj2) << endl;
//8
A a(1);
cout << "size of A obj is " << sizeof(a) << endl;
//8
B b(2);
cout << "size of B obj is " << sizeof(b) << endl;
//12
getchar();
return 0;
}

 小结：

三、使用sizeof计算虚拟继承的类对象的空间大小

要点：在C++中，有时由于某些原因，我们不得不使用虚拟继承。当我们使用虚拟继承时，在该类中，虚拟基类指针将会有4个字节的开销。

编程实例：

#include <iostream>
using namespace std;
class A //空类的大小不为零，一般来说它是1个字节,
{
//确保两个不同的对象具有不同的地址是非零的
};
class B
//1个字节
{
};
class C :public A, public B { //1个字节
};
class D :virtual public A {
//虚函数的存在将在类中添加4个字节
//的virtual table pointer
};
class E :virtual public A, virtual public B { //虚继承A有4个字节+
//虚继承B有4个字节
};
class F
{
public:
int a;
//占4个字节
static int b;
//静态成员的空间不在类的实例中，
//而是像全局变量一样在静态存储区
};
int F::b = 10;
//在类外初始化静态成员
int main()
{
cout << "sizeof(A) = " << sizeof(A) << endl;
//1
cout << "sizeof(B) = " << sizeof(B) << endl;
//1
cout << "sizeof(C) = " << sizeof(C) << endl;
//1
cout << "sizeof(D) = " << sizeof(D) << endl;
//4
cout << "sizeof(E) = " << sizeof(E) << endl;
//8
cout << "sizeof(F) = " << sizeof(F) << endl;
//4
getchar();
return 0;
}

知识扩展：为什么C ++中空类的大小不为零？

例如：

#include<iostream>
using namespace std;
class Empty {};
int main()
{
cout << sizeof(Empty);
return 0;
} 

输出结果：

分析：

  空类的大小不为零。一般是1个字节。确保两个不同的对象具有不同的地址是非零的。

例如：

#include<iostream>
using namespace std;
class Empty { };
int main()
{
Empty a, b;
if (&a == &b)
cout << "a 和 b的地址相同 " << endl;
else
cout << "a 和 b的地址不同 " << endl;
return 0;
} 

输出结果：

还有另外一种情况，你可能会感到奇怪：

#include<iostream>
using namespace std;
class Empty { };
class Derived: Empty { int a; };
int main()
{
cout << sizeof(Derived);
return 0;
} 

 输出：

为什么是4，而不是5？

  原因是C++有一条规则表明空基类不需要用单独的字节表示。因此编译器可以在空基类的情况下自由优化。

<本文完> 

参考资料：

1）https://www.geeksforgeeks.org

2）https://www.cprogramming.com

3）《C和C++程序员面试秘笈》

最后

以上就是明亮方盒为你收集整理的【C++】使用sizeof计算类对象所占空间大小-sizeof总结的全部内容，希望文章能够帮你解决【C++】使用sizeof计算类对象所占空间大小-sizeof总结所遇到的程序开发问题。

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