【转】C++类的sizeof大小

转自https://blog.csdn.net/zhengjihao/article/details/77825269

其中有的描述与实际GCC上执行的结果不符，不过其中的分析思路需要掌握。

以下是GCC的实际执行结果：

#include <iostream>
using namespace std;

int *pointer;

class NullCls {};

class NullVirtual {
public:
    virtual void fun() {};
    virtual void fun2() {};
};

class CSI {
public:
    char b;
    short c;
    int a;
};

class CIS {
public:
    char b;
    int a;
    short c;
};

class CSV {
public:
    char b;
    short c;
    virtual void fun() {};
};

class CVS {
public:
    char a;
    virtual void fun() {};
    short b;
};

class StaticInt {
public:
    char b;
    virtual void fun() {};
    static int c;  // 放在程序的global data members中
};

class Method {
public:
    void fun() {};
};

class Parent {
public:
    int c;
};

class Son : public Parent {
public:
    int b;
};

class Parent2 {
public:
    int a;
    char b;
};

class Son2 : public Parent2 {
public:
    char c;
};

class A
{
    virtual void fun() {}
};

class B
{
    virtual void fun2() {}
};

class C : virtual public  A, virtual public B
{
public:
    virtual void fun3() {}
};

class C2 : public A, public B
{
public:
    virtual void fun3() {}
};

void size(string name, int s) {
    cout << name << "=" << s << endl;
}

int main(){
    size("pointer", sizeof(pointer));  // 8
    size("NullCls", sizeof(NullCls));  // 1
    size("NullVirtual", sizeof(NullVirtual));  // 8
    size("CSI", sizeof(CSI));  // 8
    size("CIS", sizeof(CIS));  // 12
    size("CSV", sizeof(CSV));  // 16
    size("CVS", sizeof(CVS));  // 16
    size("StaticInt", sizeof(StaticInt));  // 16
    size("Method", sizeof(Method));  // 1
    size("Son", sizeof(Son));  // 8
    size("Son2", sizeof(Son2));  // 12
    size("C", sizeof(C));  // 16
    size("C2", sizeof(C2));  // 16
}

《原文如下》

1空类

class A {};

大小为1。 

类的实例化就是给每一个实例在内存中分配一块地址。空类被实例化时，会由编译器隐含的添加一个字节。所以空类的size为1。
2 虚函数

class A
{
  public:
    virtual void fun() {};
    virtual void fun2() {};
};

大小为4。 

当C++类中有虚函数的时候，会有一个指向虚函数表(V-table)的指针，所有的虚函数都在这个表中。指针大小为4，所以size为4。

在来看如下代码：

class A
{
  public:
    char b;
    short c;
    int a;
};
class B
{
  public:
    char a;
    int c;
    short b;
};

考虑数据对齐，大小分别为 8 和 12。如果我们将int换成虚函数，会是什么结果呢？

class A
{
public:
  char b;
  short c;
  virtual void fun() {}
};
class B
{
public:
  char a;
  virtual void fun() {}
  short b;
};

大小分别为 8 8。 都是占4个字节，结果不一样。 这是因为，为了效率问题，编译器(gcc 和 微软)一般会把虚指针放在类的内存空间的最前面的位置，不管虚函数声明的位置。考虑对齐，大小都是 4 +1+1+2 = 8.

3 静态数据成员

class A
{
public:
  char b;
  virtual void fun() {};
  static int c;
};

大小为8。 

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，但不影响类的大小。不管这个类产生了多少个实例，还是派生了多少新的类，静态数据成员只有一个实例。静态数据成员，一旦被声明，就已经存在。 考虑到数据对齐， 最终是8字节。

4 普通成员函数

class A
{
public:
  void fun() {};
};

大小为1。 

类的大小与构造函数，析构函数，普通成员函数无关。

5 普通单继承

class A 
{
  int c;
};
class B : public A
{
  int a;
};

大小分别为4 和 8。 可以看到普通的继承就是基类的大小+派生类自身的大小。注意数据对齐。 

注意：类的数据成员按其声明顺序加入内存，无访问权限无关，只看声明顺序。

class A
{
  int a;
  char b;
};
class C : public A
{
  public:
  char c;
};

上面这段代码，不同的编译器结果不同，VS的结果是 8 和 12， GCC是8 和 8。VS中 相当于

class C
{
  A a;
  char c;
};

A的大小为8，对齐值为4， 则考虑总体对齐 8 + 1 + 3(padding) = 12。 

GCC 则是

class C
{
  int a;
  char b;
  char c;
};

结果为 4 + 1 + 1 + 2 = 8。【与实际执行有出入】

6 含虚函数的单继承

class A
{
  virtual void fun () {}
};
class C : public A
{
public:
  virtual void fun2() {}
};

大小分别为4 和 4。派生类继承了基类的虚指针，所以大小为4。

7 虚单继承

class A
{
  virtual void fun () {}
};

class C : virtual public A
{
public:
  virtual void fun2() {}
};

这段代码，VS和gcc结果不一样。VS为 4 和 12。 gcc为4 和4。

8 普通多继承

class A
{
  int a;
  char b;
};

class B
{
  char b;
};
class C : public A, public B
{
public:
  char c;
};

VS：8 1 12 

GCC：8 1 8
VS中相当于把A B当做整体看待， GCC则拆分整合。

9 虚函数多继承

class A
{
  virtual void fun() {}
};

class B
{
  virtual void fun2() {}
};
class C : public A, public B
{
public:
  virtual void fun3() {}
};

结果为 4 4 8。分析：类A一个虚函数表，类B一个虚函数表，类C继承了两个虚函数表，并把自己的虚函数写在了继承顺序中第一个虚函数表中。

10 虚继承

class A
{
  virtual void fun() {}
};

class B
{
  virtual void fun2() {}
};
class C : virtual public A, virtual public B
{
public:
  virtual void fun3() {}
};

GCC： 4 4 8   VS：4 4 16