說了這么久的 C++ 終于說到類了，還是從內(nèi)存出發(fā)來討論一下 C++ 的類在內(nèi)存中的存儲方式(之前寫過一篇內(nèi)存對齊的文章，類同樣在一定程度上遵循內(nèi)存對齊原則，不過比結構體復雜一下)

如有侵權，請聯(lián)系刪除，如有錯誤，歡迎大家指正，謝謝

0.空類

class Test {};Test t0; cout << sizeof(t0) << endl; // 運行結果：1

解釋：

• 空類，沒有任何成員變量和成員函數(shù)，編譯器是支持空類實例化對象的，對象必須要被分配內(nèi)存空間才有意義，這里編譯器默認分配了 1Byte 內(nèi)存空間(不同的編譯器可能不同)

1. 含有成員變量的類

// ====== 測試一 ====== class Test { private:int i;char c;double d; };Test t11; cout << sizeof(t11) << endl; // 運行結果：16// ====== 測試二 ====== class A{};class Test { private:int i;char c;double d;A a; };Test t12; cout << sizeof(t12) << endl; // 運行結果：24// ====== 測試三 ====== class A { private:double dd;int ii;int* pp; };class Test { private:int i;A a;double d;char* p; };Test t13; cout << sizeof(t13) << endl; // x86目標平臺運行結果：40；x64目標平臺下運行結果：48

解釋：

• 這里的類的內(nèi)存對齊原則與前面寫的結構體的內(nèi)存對齊原則是一樣的(不太了解的可以移步我之前的《C/C++中內(nèi)存對齊問題的一些理解》查看)
• 測試三中，32bit 目標平臺尋址空間是 4Byte(32bit)，所以指針是 4Byte的；64bit 目標平臺尋址空間是 8Byte(64bit)，所以指針是 8Byte
• 另外，靜態(tài)成員變量是在編譯階段就在靜態(tài)區(qū)分配好內(nèi)存的，所以靜態(tài)成員變量的內(nèi)存大小不計入類空間(不太了解C++內(nèi)存分布的可以移步我之前寫的《C/C++程序的內(nèi)存分布》查看)

2.含有成員變量和成員函數(shù)的類

// ====== 測試一 ====== class Test { private:int n;char c;short s; };Test t21; cout << sizeof(t21) << endl; // 運行結果：8// ====== 測試二 ====== class Test { public:Test() {}int func0() {return n;}friend int func1();int func2() const {return s;}inline void func3() {cout << "inline function" << endl;}static void func4() {cout << "static function" << endl;}~Test() {}private:int n;char c;short s; };int func1() {Test t;return t.c; }Test t22; cout << sizeof(t22) << endl; // 運行結果：8// ====== 測試三 ====== class Test { public:Test() {}int func0() {return n;}friend int func1();int func2() const {return s;}inline void func3() {cout << "inline function" << endl;}static void func4() {cout << "static function" << endl;}virtual void func5() {cout << "virtual function" << endl;}~Test() {}private:int n;char c;short s; };int func1() {Test t;return t.c; }Test t23; cout << sizeof(t23) << endl; // x86目標平臺運行結果：12；x64目標平臺下運行結果：16

解釋：

• 因 C++中成員函數(shù)和非成員函數(shù)都是存放在代碼區(qū)的，故類中一般成員函數(shù)、友元函數(shù)，內(nèi)聯(lián)函數(shù)還是靜態(tài)成員函數(shù)都不計入類的內(nèi)存空間，測試一和測試二對比可證明這一點
• 測試三中，因出現(xiàn)了虛函數(shù)，故類要維護一個指向虛函數(shù)表的指針，分別在 x86目標平臺和x64目標平臺下編譯運行的結果可證明這一點

總結

• C++編譯系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)和函數(shù)是分開存放的(函數(shù)放在代碼區(qū)；數(shù)據(jù)主要放在棧區(qū)和堆區(qū)，靜態(tài)/全局區(qū)以及文字常量區(qū)也有)，實例化不同對象時，只給數(shù)據(jù)分配空間，各個對象調(diào)用函數(shù)時都都跳轉到(內(nèi)聯(lián)函數(shù)例外)找到函數(shù)在代碼區(qū)的入口執(zhí)行，可以節(jié)省拷貝多份代碼的空間
• 類的靜態(tài)成員變量編譯時被分配到靜態(tài)/全局區(qū)，因此靜態(tài)成員變量是屬于類的，所有對象共用一份，不計入類的內(nèi)存空間
• 靜態(tài)成員函數(shù)和非靜態(tài)成員函數(shù)都是存放在代碼區(qū)的，是屬于類的，類可以直接調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)，不可以直接調(diào)用非靜態(tài)成員函數(shù)，兩者主要的區(qū)別是有無this指針，更加詳細的解釋后面專門寫一篇文章
• 內(nèi)聯(lián)函數(shù)(聲明和定義都要加inline)也是存放在代碼區(qū)，內(nèi)聯(lián)函數(shù)在被調(diào)用時，編譯器會用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的代碼替換掉函數(shù)，避免了函數(shù)跳轉和保護現(xiàn)場的開銷(實際上到底替不替換還要由編譯器決定，即使聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)也有可能不替換，未聲明成內(nèi)聯(lián)函數(shù)也有可能被編譯器替換到調(diào)用位置，主要由編譯器決定)，更詳細的介紹后面也會專門寫一篇文章

參考文章：

[1] C++成員函數(shù)在內(nèi)存中的存儲方式

[2] C++類的實例化對象的大小之sizeof() (該文章有一處錯誤，“如果是指針，則無論指針指向的是什么數(shù)據(jù)類型，都占4個字節(jié)的存儲空間”，在x86目標平臺下4Byte，在x64目標平臺下8Byte)

如果未特殊說明，以上測試均是在win10 vs2017 64bit編譯器下進行的

總結

以上是生活随笔為你收集整理的c++全局类对象_C++ 类在内存中的存储方式(一)的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。