(转)C++类所占内存大小计算

C++类所占内存大小计算

转载时请注明出处和作者联系方式
文章出处：http://blog.csdn.net/chenchong08
作者联系方式：vision_chen@yeah.net

说明：笔者的操作系统是32位的。

class A {};
sizeof( A ) = ?
sizeof( A ) = 1
明明是空类，为什么编译器说它是1呢？
空类同样可以实例化，每个实例在内存中都有一个独一无二的地址，为了达到这个目的，编译器往往会给一个空类隐含的加一个字节，这样空类在实例化后在内存得到了独一无二的地址．所以sizeof( A )的大小为1．

 
class B
{
public:
  B() {}
  ~B() {}
  void MemberFuncTest( int para ) { }
  static void StaticMemFuncTest( int para ){  }
};
sizeof( B ) = ?
sizeof( B ) = 1
类的非虚成员函数是不计算在内的,不管它是否静态。

ps：成员函数还是以一般的函数一样的存在。a.fun()是通过fun(a.this)来调用的。所谓成员函数只是在名义上是类里的。其实成员函数的大小不在类的对象里面，类所占内存的大小不包括成员函数的大小，虚拟成员函数除外。同一个类的多个对象共享函数代码。而我们访问类的成员函数是通过类里面的一个指针实现，而这个指针指向的是一个table，table里面记录的各个成员函数的地址（当然不同的编译可能略有不同的实现）。所以我们访问成员函数是间接获得地址的。所以这样也就增加了一定的时间开销，这也就是为什么我们提倡把一些简短的，调用频率高的函数声明为inline形式（内联函数）。

class C
{
 C(){}
 virtual ~C() {}
};
sizeof( B ) = ?
sizeof( B ) = 4
类D有一个虚函数，存在虚函数的类都有一个一维的虚函数表叫虚表，虚表里存放的就是虚函数的地址了，因此，虚表是属于类的。这样的类对象的前四个字节是一个指向虚表的指针，类内部必须得保存这个虚表的起始指针。在32位的系统分配给虚表指针的大小为4个字节，所以最后得到类C的大小为4．

class D
{
 D(){}
 virtual ~D() {}
 virtual int VirtualMemFuncTest1()=0;
 virtual int VirtualMemFuncTest2()=0;
 virtual int VirtualMemFuncTest3()=0;
};
sizeof( D ) = ?
sizeof( D ) = 4
原理同类C，不管类里面有多少个虚函数，类内部只要保存虚表的起始地址即可，虚函数地址都可以通过偏移等算法获得。

class E
{
 int  m_Int;
 char m_Char;
};
sizeof( E ) = ?
sizeof( E ) = 8
32位的操作系统int占4个字节，char占一个字节，加上内存对齐的3字节，为8字节。

class F : public E
{
 static int s_data ;
};
int F::s_data=100;
sizeof( F ) = ?
sizeof( F ) = 8
类F为什么跟类E一样大呢？类F的静态数据成员被编译器放在程序的一个global data members中，它是类的一个数据成员,但是它不影响类的大小,不管这个类实际产生了多少实例还是派生了多少新的类，静态成员数据在类中永远只有一个实体存在，而类的非静态数据成员只有被实例化的时候，他们才存在．但是类的静态数据成员一旦被声明，无论类是否被实例化，它都已存在．可以这么说，类的静态数据成员是一种特殊的全局变量.

class G : public E
{
 virtual int VirtualMemFuncTest1(int para)=0;
 int m_Int;
};
class H : public G
{
 int m_Int;
};
sizeof( G ) = ?
sizeof( H ) = ?
sizeof( G ) = 16
sizeof( H ) = 20
可以看出子类的大小是本身成员的大小再加上父类成员的大小.如果父类还有父类，也加上父类的父类，这样一直递归下去。

class I : public D
{
 virtual int VirtualMemFuncTest1()=0;
 virtual int VirtualMemFuncTest2()=0;
};
sizeof( I ) = ?
sizeof( I ) = 4
父类子类工享一个虚函数指针，虚函数指针保留一个即可。

总结：
空的类也是会占用内存空间的，而且大小是1，原因是C++要求每个实例在内存中都有独一无二的地址。
（一）类内部的成员变量：
普通的变量：是要占用内存的，但是要注意内存对齐（这点和struct类型很相似）。
static修饰的静态变量：不占用内存，原因是编译器将其放在全局变量区。
从父类继承的变量：计算进子类中
（二）类内部的成员函数：
非虚函数(构造函数、静态函数、成员函数等)：不占用内存。
虚函数：要占用4个字节(32位的操作系统)，用来指定虚拟函数表的入口地址。跟虚函数的个数没有关系。父类子类工享一个虚函数指针。

        构成对象本身的只有数据，任何成员函数都不隶属于任何一个对象，非静态成员函数与对象的关系就是绑定，绑定的中介就是this指针。成员函数为该类所有对象共享，不仅是处于简化语言实现、节省存储的目的，而且是为了使同类对象有一致的行为。同类对象的行为虽然一致，但是操作不同的数据成员。

测试代码如下：

/*
 * file name   : main.cpp
 * description : test the size of c++'s class
 * create on   : 2012-05-31
 * create by   : chenchong
 * email         : vision_chen@yeah.net
 */

#include<iostream>

using namespace std;

class A {}; 

class B 
{
public:
  B() {}
  ~B() {}
  void MemberFuncTest( int para ) { }
  static void StaticMemFuncTest( int para ){  }
};

class C 
{
 C(){}
 virtual ~C() {}
};

class D 
{
 D(){}
 virtual ~D() {}
 virtual int VirtualMemFuncTest1()=0;
 virtual int VirtualMemFuncTest2()=0;
 virtual int VirtualMemFuncTest3()=0;
};

class E
{
 int  m_Int;
 char m_Char;
};

class F : public E
{
 static int s_data ;
};
int F::s_data=100;

class G : public E
{
 virtual int VirtualMemFuncTest1(int para)=0;
 int m_Int;
};
class H : public G
{
 int m_Int;
};

class I : public D
{
 virtual int VirtualMemFuncTest1()=0;
 virtual int VirtualMemFuncTest2()=0;
};

int main( int argc, char **argv )
{
 cout<<"sizeof( A ) = "<<sizeof( A )<<endl;
 cout<<"sizeof( B ) = "<<sizeof( B )<<endl;
 cout<<"sizeof( C ) = "<<sizeof( C )<<endl;
 cout<<"sizeof( D ) = "<<sizeof( D )<<endl;
 cout<<"sizeof( E ) = "<<sizeof( E )<<endl;
 cout<<"sizeof( F ) = "<<sizeof( F )<<endl;
 cout<<"sizeof( G ) = "<<sizeof( G )<<endl;
 cout<<"sizeof( H ) = "<<sizeof( H )<<endl;
 cout<<"sizeof( I ) = "<<sizeof( I )<<endl;

#if defined( _WIN32 )
 system("pause");
#endif
 return 0;
}

Windows 7 32位 VC 2010运行结果：

Linux(cent os 6.2 32位)运行结果：