sizeof(類)

初學者在學習面向對象的程序設計語言時,或多或少的都些疑問,我們寫的代碼與最終生編譯成的代碼卻 大相徑庭,我們並不知道編譯器在後臺做了什麼工作.這些都是由於我們僅停留在語言層的原因,所謂語言層就是教會我們一些基本的語法法則,但不會告訴我們爲什麼這麼做?今天和大家談的一點感悟就是我在學習編程過程中的一點經驗,是編譯器這方面的一個具體功能.

首先:我們要知道什麼是類的實例化,所謂類的實例化就是在內存中分配一塊地址.

那我們先看看一個例子:

#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;}

程序執行的輸出結果爲:

sizeof(a) =1

sizeof(b)=1

sizeof(c)=4

sizeof(d)=8

爲什麼會出現這種結果呢?初學者肯定會很煩惱是嗎?類a,b明明是空類,它的大小應該爲爲0,爲什麼 編譯器輸出的結果爲1呢?這就是我們剛纔所說的實例化的原因(空類同樣可以被實例化),每個實例在內存中都有一個獨一無二的地址,爲了達到這個目的,編譯器往往會給一個空類隱含的加一個字節,這樣空類在實例化後在內存得到了獨一無二的地址.所以a,b的大小爲1.

而類c是由類a派生而來,它裏面有一個純虛函數,由於有虛函數的原因,有一個指向虛函數的指針(vptr),在32位的系統分配給指針的大小爲4個字節,所以最後得到c類的大小爲4.

類d的大小更讓初學者疑惑吧,類d是由類b,c派生邇來的,它的大小應該爲二者之和5,爲什麼卻是8呢?這是因爲爲了提高實例在內存中的存取效率.類的大小往往被調整到系統的整數倍.並採取就近的法則,裏哪個最近的倍數,就是該類的大小,所以類d的大小爲8個字節.

當然在不同的編譯器上得到的結果可能不同,但是這個實驗告訴我們初學者,不管類是否爲空類,均可被實例化(空類也可被實例化),每個被實例都有一個獨一無二的地址.

我所用的編譯器爲vc++ 6.0.

下面我們再看一個例子.

#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;
}

執行結果爲:

sizeof(a)=4;

sizeof(b)=4;

爲什麼類b多了一個數據成員,卻大小和類a的大小相同呢?因爲:類b的靜態數據成員被編譯器放在程序的一個global data members中,它是類的一個數據成員.但是它不影響類的大小,不管這個類實際產生 了多少實例,還是派生了多少新的類,靜態成員數據在類中永遠只有一個實體存在,而類的非靜態數據成員只有被實例化的時候,他們才存在.但是類的靜態數據成員一旦被聲明,無論類是否被實例化,它都已存在.可以這麼說,類的靜態數據成員是一種特殊的全局變量.

所以a,b的大小相同.

下面我們看一個有構造函數,和析構函數的類的大小,它又是多大呢?

#include<iostream.h>
class A{
public :
A(int a){
   x=a;}
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;
}程序執行輸出結果爲:

10 ,

sizeof(a) 8

sizeof(b) 8

它們的結果均相同,可以看出類的大小與它當中的構造函數,析構函數,以及其他的成員函數無關,只與它當中的成員數據有關.

從以上的幾個例子不難發現類的大小:

1.爲類的非靜態成員數據的類型大小之和.

2.有編譯器額外加入的成員變量的大小,用來支持語言的某些特性(如:指向虛函數的指針).

3.爲了優化存取效率,進行的邊緣調整.

4 與類中的構造函數,析構函數以及其他的成員函數無關.


補充,當一個裏面有多個虛函數的時候,sizeof(類)依然=4,即與虛函數的有無有關,但與其個數無關。

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