關(guān)于C++的類(lèi)對(duì)象,內(nèi)存分別問(wèn)題

1、C/C+ 關(guān)于C+的類(lèi)對(duì)象，內(nèi)存分布問(wèn)題-答王富濤同學(xué)原文出處C+對(duì)象內(nèi)存布局C+虛函數(shù)表解釋C+內(nèi)存布局(上)C+內(nèi)存布局(下)深度探索 C+對(duì)象模型原問(wèn)題如下：#include <iostream>using namespace std;class basepublic:virtual void fun1();void fun2();int main()base s;cout<<sizeof(s)<<endl;return 0;代碼的結(jié)果為4。這個(gè)我覺(jué)得是因?yàn)槟莻€(gè)虛函數(shù)表里的一個(gè)指針占了4個(gè)字節(jié)但是如果我去掉virtual 代碼的結(jié)果為1類(lèi)中的普通成員函

2、數(shù)占對(duì)象的空間嗎？數(shù)據(jù)成員所占空間的計(jì)算是否也是和結(jié)構(gòu)體類(lèi)似呢？這個(gè)就不明白了，請(qǐng)各位指點(diǎn)。我的回答如下：這個(gè)涉及到類(lèi)和結(jié)構(gòu)體，在C+內(nèi)部的排列方式。我也不是很了解，只能就自己了解的一點(diǎn)知識(shí)做點(diǎn)回答，歡迎大家指正。編譯器在編譯每個(gè)類(lèi)時(shí)，不管這個(gè)類(lèi)以后會(huì)實(shí)例化幾個(gè)對(duì)象，首先，它會(huì)提取這些類(lèi)的共性，放到一起，做成一個(gè)表。比如類(lèi)里面的非虛函數(shù)，這類(lèi)函數(shù)，所有的對(duì)象共享一段函數(shù)代碼，自然沒(méi)有必要每個(gè)對(duì)象內(nèi)部都設(shè)置一個(gè)函數(shù)指針，這太浪費(fèi)內(nèi)存了。因此，一個(gè)類(lèi)，所有的非虛函數(shù)，會(huì)被編譯器排成一個(gè)符號(hào)表，放置在特定的編譯期基礎(chǔ)變量區(qū)。這實(shí)際表現(xiàn)看，是放在exe文件里面的，在調(diào)用一個(gè)程序時(shí)，是直接從文件中讀出，

3、并經(jīng)過(guò)地址修訂，準(zhǔn)備使用，這部分連基棧都算不上，算是常量區(qū)了，所有的常量也是放在這個(gè)區(qū)。嗯，函數(shù)內(nèi)部的靜態(tài)變量，類(lèi)中的靜態(tài)變量，靜態(tài)函數(shù)，都是這個(gè)區(qū)。那，除掉這些，類(lèi)里面還有什么呢？還有虛函數(shù)，我們知道，虛函數(shù)表示可能繼承，事實(shí)上，多次（不是多重）繼承后，一個(gè)類(lèi)的虛函數(shù)內(nèi)部會(huì)有一個(gè)棧，每個(gè)虛函數(shù)都有一個(gè)棧，每次調(diào)用該函數(shù)，會(huì)從棧頂開(kāi)始call，當(dāng)然，如果程序員愿意，也可以在繼承的虛函數(shù)內(nèi)部，通過(guò)調(diào)用父類(lèi)的同名虛函數(shù)，逐級(jí)向上call，直至call完所有的虛函數(shù)為止。這就說(shuō)明，虛函數(shù)和普通成員函數(shù)不同，每個(gè)對(duì)象都有可能變化，因此，編譯器就不敢把這個(gè)函數(shù)的指針，放在常量區(qū)，必須跟著對(duì)象走，注意，不

4、是類(lèi)，類(lèi)是沒(méi)有實(shí)體的，因此，不存在sizeof，只有對(duì)象存在大小。(sizeof只能計(jì)算棧內(nèi)存(局部變量)的大小，不能計(jì)算全局變量和動(dòng)態(tài)申請(qǐng)(malloc)的內(nèi)存大小,參考程序員面試寶典二P57和P252的筆記)還有就是普通成員變量，這些內(nèi)容，每個(gè)對(duì)象也是不一樣的，因此，每個(gè)對(duì)象必須自己建立一個(gè)表來(lái)管理，否則大家就混了。因此，我們知道了，每個(gè)類(lèi)，實(shí)例化對(duì)象之后，其實(shí)對(duì)象的實(shí)體在內(nèi)存中的存儲(chǔ)，就只包含虛函數(shù)和普通成員變量，這是C+編譯器為了節(jié)約內(nèi)存做得優(yōu)化。我們回到你的代碼看，你的代碼中，fun2是普通函數(shù)，被編譯器放到常量區(qū)去了，因此，不占用對(duì)象空間，虛函數(shù)fun1，則需要占用，我們知道，32

5、位操作系統(tǒng)，一個(gè)指針是4Bytes，函數(shù)指針也是指針，因此，你的結(jié)果是4Bytes。取消了virtual 之后，fun1也變成了普通函數(shù)，因此和fun2等同處理，就不再占用對(duì)象空間，因此，對(duì)象空間為0了。類(lèi)的虛函數(shù)，表現(xiàn)為一個(gè)函數(shù)指針棧，棧底，是基類(lèi)這個(gè)函數(shù)的指針，往上，實(shí)際上是繼承類(lèi)，該虛函數(shù)的繼承函數(shù)的指針，一個(gè)類(lèi)，被繼承幾次，比如3次，最后一次繼承，這個(gè)棧就有3層。有點(diǎn)繞。舉個(gè)例子吧class Avirtual void Func(void);class B : public Avirtual void Func(void);class C : public Bvirtual void

6、Func(void);這個(gè)A類(lèi)，里面的Func指針就是它自己B就是一個(gè)棧，棧底是A:Func，棧頂是B:Func而C就是三層的棧了，在B的基礎(chǔ)上，棧頂有壓入了C:Func基本上就是這個(gè)管理關(guān)系。我的話的意思是，在任何一層繼承函數(shù)，都可以去手動(dòng)去call父類(lèi)的對(duì)應(yīng)函數(shù)，完成對(duì)整個(gè)棧鏈上所有函數(shù)的調(diào)用。因?yàn)槲覀冎溃粋€(gè)類(lèi)的虛函數(shù)，一旦被繼承，原來(lái)的父類(lèi)函數(shù)指針就被壓倒棧下面去了，從棧頂看，只有最后一層的函數(shù)指針。比如C這個(gè)類(lèi)看，我們看它的Func，只要它繼承并實(shí)現(xiàn)了，那么，調(diào)用Func一定只能調(diào)用C:Func，B和A的由于看不到，因此是不會(huì)被調(diào)用的。當(dāng)然，如果C沒(méi)有實(shí)現(xiàn)這個(gè)虛函數(shù)，則Func的棧

7、上，沒(méi)有C:Func，因此，直接Call會(huì)Call到B:Func，以此類(lèi)推，如果B沒(méi)有實(shí)現(xiàn)這個(gè)虛函數(shù)，表示未繼承，則Call會(huì)Call到A:Func，這就是虛函數(shù)繼承中，后實(shí)現(xiàn)的覆蓋前實(shí)現(xiàn)的原理。當(dāng)然，如果A內(nèi)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)Func的實(shí)體，做了一個(gè)純虛函數(shù)，而B(niǎo)和C這些繼承類(lèi)也不實(shí)現(xiàn)，那么，編譯器在構(gòu)造符號(hào)表的時(shí)候，就會(huì)找不到任何一個(gè)Func的實(shí)體，該虛函數(shù)棧為空，無(wú)法連接，因此會(huì)報(bào)連接失敗的錯(cuò)誤，編譯不能通過(guò)。這種棧式管理，有好有壞，好處是后面的繼承類(lèi)，可以選擇實(shí)現(xiàn)虛函數(shù)，也可以選擇不實(shí)現(xiàn)，偷個(gè)懶。程序不會(huì)出錯(cuò)，下次調(diào)用該函數(shù)，會(huì)自動(dòng)沿著它的繼承關(guān)系，尋找父類(lèi)以及更往前的爺爺類(lèi)的函數(shù)實(shí)體，至少能找

8、到一個(gè)執(zhí)行其功能，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)。但是，也有一個(gè)壞處，就是一個(gè)虛函數(shù)，一旦被繼承類(lèi)實(shí)現(xiàn)了，則父類(lèi)的必然被覆蓋，如果父類(lèi)有什么內(nèi)置的功能，就沒(méi)有辦法執(zhí)行了，這很麻煩，由于面向?qū)ο蟮睦^承關(guān)系，我們總是希望，繼承類(lèi)的對(duì)應(yīng)函數(shù)，只要完成它相對(duì)于父類(lèi)增加的那部分功能就夠了，父類(lèi)的功能，還能繼續(xù)執(zhí)行，免得寫(xiě)重復(fù)的代碼。問(wèn)題1：  當(dāng)我聲明兩個(gè)全是虛函數(shù)時(shí) 結(jié)果也是 4答：對(duì)象里存的是“表”的地址。而非表。所以和幾個(gè)虛函數(shù)無(wú)關(guān)，就4個(gè)字節(jié)，如下例#include <iostream>using namespace std;class A public: virtual void f

9、un1() cout<<"fun1() called!"<<endl; virtual void fun3() cout<<"fun3() called!"<<endl; void fun2() cout<<"fun2() called!"<<endl; ;class B:public virtual A;class C:public virtual B;int main() cout<<sizeof(A)<<endl; cout<&

10、lt;sizeof(B)<<endl; cout<<sizeof(C)<<endl; return 0;輸入4 8 12，雖然A中有2個(gè)虛函數(shù)，由于只需保存虛表地址，所以認(rèn)為4#include <iostream>using namespace std;class basepublic:virtual void fun1()cout << "fun1 called !" << endl;void fun2()cout << "fun2 called !" <<

11、 endl;double    d;static int  a;int main()    base s;    cout << sizeof(s) << endl;    return 0;疑問(wèn) 1：  double 是8個(gè)字節(jié) 這個(gè)程序運(yùn)行是16個(gè)字節(jié) 除了虛函數(shù)的4個(gè) 那多余處理的4個(gè)呢？疑問(wèn) 2：  static int  a;我將static int  換成double是24個(gè)沒(méi)錯(cuò)，可我將st

12、atic 去掉，那么個(gè)int應(yīng)該是4個(gè)字節(jié) 共 4+8+4=16 可程序運(yùn)行是24個(gè) why?疑問(wèn) 2：將static去掉后，然后int a和double d調(diào)換后還是24個(gè)字節(jié)，好像不符合內(nèi)存對(duì)齊??？答1：由于sizeof不能計(jì)算全局變量(static)和動(dòng)態(tài)申請(qǐng)內(nèi)存(malloc)的大小，只能計(jì)算局部變量(棧內(nèi)存),所以static int  a是不會(huì)計(jì)算字節(jié)大小的，由于內(nèi)存對(duì)齊，double d占8個(gè)，虛表地址占8個(gè)，就共16個(gè)。參考程序員面試寶典二P57和P252的筆記答2：在類(lèi)定義時(shí)，分配內(nèi)存空間存在“字節(jié)對(duì)齊”的問(wèn)題。編譯器首先根據(jù)類(lèi)成員變量中所占空間的最大值（

13、如double為8個(gè)字節(jié)），每次都一次性分配這么大的空間，然后填充，因此可能會(huì)有剩余。去掉static的情況，共為24個(gè)字節(jié)，分析如下：1.類(lèi)數(shù)據(jù)成員所需最大的空間為sizeof（double）=8字節(jié)2.編譯器首先分配8個(gè)字節(jié)給虛表指針3.編譯器接著分配8個(gè)字節(jié)給double d，雖然前面虛表指針只占4個(gè)字節(jié)，還剩下4個(gè)字節(jié)，但是不夠double所需的空間，因此需要重新分配8個(gè)字節(jié)4.編譯器最后分配8個(gè)字節(jié)給int a。編譯器進(jìn)行”字節(jié)對(duì)齊“的一個(gè)重要的原因是便于類(lèi)成員通過(guò)地址進(jìn)行訪問(wèn)答3：調(diào)換后不能節(jié)省8個(gè)字節(jié)空間。因?yàn)檫€有一條原則：虛表指針和其他的類(lèi)成員不能共享一份內(nèi)存空間，因此還是24

14、個(gè)字節(jié)。下面再舉一個(gè)例子：Class  X1   virtual int disp（）;   int var1;   double a;sizeof（X1）=24字節(jié)Class  X2   virtual int disp（）;   int var1;   int var2;   double a;sizeof（X2）=24字節(jié)X1和X2類(lèi)的大?。╯izeof）相同，是因?yàn)樘摫碇羔樁肌蔼?dú)享”了一份內(nèi)存空間（sizeof（double），而X2中var1和var2“共享”了一份內(nèi)存空間。還有那個(gè)空類(lèi)的大小為1，我感覺(jué)是分配一個(gè)字節(jié)給空類(lèi)，在內(nèi)存中給這個(gè)空類(lèi)做一個(gè)標(biāo)識(shí)，同時(shí)使這個(gè)空類(lèi)的對(duì)象均指向同一個(gè)地址。我