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淺談C++ 類的實例中內存分配詳解

更新時間：2016年12月27日 11:29:41 投稿：jingxian

下面小編就為大家?guī)硪黄獪\談C++ 類的實例中內存分配詳解。小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在就分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧

一個類，有成員變量：靜態(tài)與非靜態(tài)之分；而成員函數(shù)有三種：靜態(tài)的、非靜態(tài)的、虛的。

那么這些個東西在內存中到底是如何分配的呢？

以一個例子來說明：

#include"iostream.h"
class CObject
{
public:
  static int a;
  CObject();
  ~CObject();
  void Fun();
private: 
int m_count; 
int m_index;
};
VoidCObject::Fun(){  cout<<"Fun\n"<<endl;}
CObject::CObject(){  cout<<"Construct!\n";}
CObject::~CObject(){  cout<<"Destruct!\n";}
int CObject::a=1;
void main(){
cout<<"Sizeof(CObject):"<<sizeof(CObject)<<endl; cout<<"CObject::a="<<CObject::a<<endl;
CObject myObject;cout<<"sizeof(myObject):"<<sizeof(myObject)<<endl;
cout<<"sizeof(int)"<<sizeof(int)<<endl;
}

這是我的一段測試代碼，運行結果是：

Sizeof(CObject):8
CObject::a=1
Construct!
sizeof(myObject):8
sizeof(int)4
Destruct!

我有疑問如下：

（1）C++中，應該是對象才會被分配內存空間吧？？為什么CObject內存大小是8，剛好和兩個成員變量的大小之和一致！難道還沒實例化的時候，類就已經有了內存空間了？

（2）當對象生成了之后，算出的內存大小怎么還是8，函數(shù)難道不占用內存空間嗎？至少應該放個函數(shù)指針在里面的吧？內存是怎樣布局的？

（3）靜態(tài)成員應該是屬于類的，怎么類的大小中沒有包含靜態(tài)成員的大??？

下面分別解答如下：

1）Sizeof(CObject)是在編譯時就計算了的，一個類定義了，它所占的內存編譯器就已經知道了，這時只是得到它占用的大小，并沒有分配內存操作。也可以這樣想：編譯器肯定知道大小了，這與分配內存空間無關，知道大小了，以后實例化了才能知道要分配多大。

2）類的普通成員、靜態(tài)成員函數(shù)是不占類內存的，至于你說的函數(shù)指針在你的類中有虛函數(shù)的時候存在一個虛函數(shù)表指針，也就是說如果你的類里有虛函數(shù)則sizeof(CObject)的值會增加4個字節(jié)。

其實類的成員函數(shù)實際上與普通的全局函數(shù)一樣。

只不過編譯器在編譯的時候，會在成員函數(shù)上加一個參數(shù)，傳入這個對象的指針。

成員函數(shù)地址是全局已知的，對象的內存空間里根本無須保存成員函數(shù)地址。

對成員函數(shù)(非虛函數(shù))的調用在編譯時就確定了。

像 myObject.Fun() 這樣的調用會被編譯成形如 _CObject_Fun( &myObject ) 的樣子。

函數(shù)是不算到sizeof中的，因為函數(shù)是代碼，被各個對象共用，跟數(shù)據(jù)處理方式不同。對象中不必有函數(shù)指針，因為對象沒必要知道它的各個函數(shù)的地址（調用函數(shù)的是其他代碼而不是該對象）。

類的屬性是指類的數(shù)據(jù)成員，他們是實例化一個對象時就為數(shù)據(jù)成員分配內存了，而且每個對象的數(shù)據(jù)成員是對立的，而成員函數(shù)是共有的~

靜態(tài)成員函數(shù)與一般成員函數(shù)的唯一區(qū)別就是沒有this指針，因此不能訪問非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員?？傊?，程序中的所有函數(shù)都是位于代碼區(qū)的。

3）靜態(tài)成員并不屬于某個對象，sizeof取的是對象大小。

知道了上面的時候，就可以改一下來看看：

我也補充一些：

class CObject
{
public:
static int a;
CObject();
~CObject();
void Fun();
private:
double m_count; //這里改成了double
int m_index;
};
這個類用sizeof()測出來的大小是 2*sizeof(double)=16
 
class CObject
{
public:
static int a;
CObject();
~CObject();
void Fun();
private:
char m_count; //這里改成了char
int m_index;
};
大小是2*sizeof(int)=8
class CObject
{
public:
static int a;
CObject();
~CObject();
void Fun();
private:
double m_count; //這里改成了double
int m_index;
char c;
};
sizeof(char)+sizeof(int) <sizeof(double) 所以大小是2*sizeof(double)

其實這里還有一個是內存對齊的問題。

空類大小是1。

另外要注意的一些問題：

先看一個空的類占多少空間？

class Base 
{ 
public: 
  Base(); 
  ~Base(); 
}; 
 class Base {
 public:
Base();
 ~Base();
 };

注意到我這里顯示聲明了構造跟析構，但是sizeof(Base)的結果是1.

因為一個空類也要實例化，所謂類的實例化就是在內存中分配一塊地址，每個實例在內存中都有獨一無二的地址。同樣空類也會被實例化，所以編譯器會給空類隱含的添加一個字節(jié)，這樣空類實例化之后就有了獨一無二的地址了。所以空類的sizeof為1。

而析構函數(shù)，跟構造函數(shù)這些成員函數(shù)，是跟sizeof無關的，也不難理解因為我們的sizeof是針對實例，而普通成員函數(shù)，是針對類體的，一個類的成員函數(shù)，多個實例也共用相同的函數(shù)指針，所以自然不能歸為實例的大小，這在我的另一篇博文有提到。

接著看下面一段代碼

class Base 
{ 
public: 
  Base();         
  virtual ~Base();     //每個實例都有虛函數(shù)表 
  void set_num(int num)  // 普通成員函數(shù)，為各實例公有，不歸入sizeof統(tǒng)計 
  { 
    a=num; 
  } 
private: 
  int a;         //占4字節(jié) 
  char *p;         //4字節(jié)指針 
}; 
  
class Derive:public Base 
{ 
public: 
  Derive():Base(){};   
  ~Derive(){}; 
private: 
  static int st;     //非實例獨占 
  int d;           //占4字節(jié) 
  char *p;          //4字節(jié)指針 
};  
int main() 
{ 
  cout<<sizeof(Base)<<endl; 
  cout<<sizeof(Derive)<<endl; 
  return 0; 
} 
 class Base {
 public:
Base();
virtual ~Base(); //每個實例都有虛函數(shù)表
void set_num(int num) { a=num; } //普通成員函數(shù)，為各實例公有，不歸入sizeof統(tǒng)計
private:
 int a; //占4字節(jié)
char *p; //4字節(jié)指針
};
class Derive:public Base {
public:
Derive():Base(){};
~Derive(){};
private:
static int st; //非實例獨占
int d; //占4字節(jié)
char *p; //4字節(jié)指針
};
int main() {
cout<<sizeof(Base)<<endl;
cout<<sizeof(Derive)<<endl;
 return 0;
}

結果自然是

12

20

Base類里的int a;char *p;占8個字節(jié)。

而虛析構函數(shù)virtual ~Base();的指針占4子字節(jié)。

其他成員函數(shù)不歸入sizeof統(tǒng)計。

Derive類首先要具有Base類的部分，也就是占12字節(jié)。

int d;char *p;占8字節(jié)

static int st;不歸入sizeof統(tǒng)計

所以一共是20字節(jié)。

在考慮在Derive里加一個成員char c;

class Derive:public Base
 
{
 
public:
 
  Derive():Base(){};
 
  ~Derive(){};
 
private:
 
  static int st;
 
  int d;
 
  char *p;
 
  char c;
 
};
 
 class Derive:public Base {
 
public:
 
 Derive():Base(){};
 
 ~Derive(){};
 
private:
 
static int st;
 
 int d;
 
char *p;
 
 char c;
 
};

這個時候，結果就變成了

12

24

一個char c;增加了4字節(jié)，說明類的大小也遵守類似class字節(jié)對齊，補齊規(guī)則。

至此，我們可以歸納以下幾個原則：

1.類的大小為類的非靜態(tài)成員數(shù)據(jù)的類型大小之和，也就是說靜態(tài)成員數(shù)據(jù)不作考慮。

2.普通成員函數(shù)與sizeof無關。

以上就是小編為大家?guī)淼臏\談C++ 類的實例中內存分配詳解全部內容了，希望大家多多支持腳本之家~

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