C++类的大小介绍-C/C++开发

这篇文章主要介绍了C++类的大小，在C++中，结构体和类的唯一区别就是结构体和类具有不同的默认访问控制属性，下面一起进入文章查看详细内容

1、C++结构体和类的关系

为什么讲C++类的大小要提到结构体呢，因为可能很多和我一样的学子，接触过C语言的结构体对齐，但不明白类的大小怎么计算，这其中都要用到内存对齐的概念，对于内存对齐的概念之前已经说过了，可以参考这篇博客：C++结构体字节对齐和共用体大小明白结构体的内存大小计算后，就要明白类和结构体的关系：

在C++中，结构体和类的唯一区别就是： 结构体和类具有不同的默认访问控制属性。

　　类中，对于未指定访问控制属性的成员，其访问控制属性为私有类型（private）。

　　结构体中，对于未指定任何访问控制属性的成员，其访问控制属性为公有类型（public）。

所以结构体的大小和类的大小是一样的，在C++中，结构体也可以实现实现继承和多态（可能很惊讶，可以去看看这篇博文：C++结构体与类的区别详情，还要明确，静态成员变量和成员函数所占用的空间肯定不是结构体或类的空间。还有就是空的类的大小是1字节，以方便类进行实例化。

代码进行验证：


#include <iostream>
using namespace std;

struct Node {

};

class Test{

};

int main () {
    cout << "sizeof(struct Node) = " << sizeof(Node) << endl; 
    cout << "sizeof(class Test) =" << sizeof(Test) << endl;
    system("pause");
    return 0;

}

代码运行结果为：

2、继承类的大小

继承允许我们依据另一个类来定义一个类，会把一个类的成员大小都继承下来，所以继承了的派生类大小一定要考虑基类的大小，首先考虑的最大对齐数，派生类的最大对齐数要考虑基类的最大对齐数。

下面以实际代码进行说明：


#include <iostream>
using namespace std;


class Base{
public:
    void func() {  //成员函数不占用类的空间大小

    }
private:
    static int m_val1; // 静态成员不占用类的空间
    int m_valInt;
    char m_valChar;
    double m_valDouble;
};

class Son:public Base{
public:
    static int func() { //静态成员函数也不占用内存空间
        return 0;
    }
private:
    int m_sonValint;
};


int main () {
    cout << "sizeof(Base) = " << sizeof(Base) << endl; 
    cout << "sizeof(Son)  = " << sizeof(Son) << endl;
    system("pause");
    return 0;

}

代码运行结果为：

可以明确，静态成员变量和成员函数所占用的空间类的空间，所以Base类的最大对齐数为double类型的大小（8字节），按照顺序存储，

Base类的大小计算应该为：

sizeof（Base）= 4 + 1 + 3（浪费） + 8 = 16字节

Son类继承了Base类，它的最大对齐数也就是8字节，

所以Son类的大小计算应该为：

sizeof（Son) = 4 + 1 + 3（浪费） + 8 + 8 = 24字节

注意类的也要考虑存储顺序，如果把Base类中的m_valChar放到m_valDouble后面，

Base类的大小计算就变成了：

sizeof（Base）= 4 + 4（浪费）+ 8 + 1 + 7（浪费）= 24字节

Son类的大小就算就变成了：

sizeof（Son）= 4 + 4（浪费）+ 8 + 1 + 3（浪费） + 4= 24字节

由此可以推算出多继承类的大小计算，菱形继承也是一样，都会继承基类的内存，尤其注意虚继承的情况，虚继承只是避免了菱形继承出现的二义性，但不是不继承，

如以下代码：


#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
    void func() {  //成员函数不占用类的空间大小

    }
public:
    double m_valDouble;
};

class Son1:virtual public Base{}; //虚继承
class Son2:virtual public Base{}; //虚继承
class GrandSon:public Son1,public Son2{};

int main () {
   
    cout << "sizeof(GrandSon)  = " << sizeof(GrandSon) << endl;
    GrandSon gs;
    // gs.m_valDouble = 10; //如果不是虚继承就会出现二义性
    
    system("pause");
    return 0;

}

代码运行结果为：

上述GrandSon的依旧为16字节，因为它从Son1继承来了一份，又从Son2继承来了一份，所以，虚继承只是避免了访问的二义性，也可见菱形继承会对内存空间造成浪费。

3、多态类的大小

多态类唯一的区别就是计算类大小要考虑到虚寒表指针的大小，指针的大小和系统相关，32位机器为4字节，64位机器为8字节，指针的大小也要作为最大对齐数的考虑范围。

代码说明如下：


#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
    virtual void func() = 0; //纯虚函数,会生成虚函数表指针
public:
    char m_valChar;
};

class Son: public Base{
public:
    void func() {};
public:
    int m_SonvalInt;
};

int main () {
   
    cout << "sizeof(Base) = " << sizeof(Base) << endl;
    cout << "sizeof(Son)  = " << sizeof(Son) << endl; 

    system("pause");
    return 0;

}

代码运行结果为：