C++中类所占的内存大小以及成员函数的存储位置

提示：扫一扫查出行
【扫一扫了解最新限行尾号】
复制提示

类所占内存的大小是由成员变量（静态变量除外）决定的，虚函数指针和虚基类指针也属于数据部分，成员函数是不计算在内的。
因为在编译器处理后，成员变量和成员函数是分离的。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，同一个类的多个对象共享函数代码。
我们访问成员函数和普通函数一样会发生跳转产生入栈出栈的开销。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）。C++类里面的哪些成员函数是内联函数？

class CBase
{
};
// sizeof(CBase)=1；

为什么空的什么都没有是1呢？
c++要求每个实例在内存中都有独一无二的地址。空类也会被实例化，所以编译器会给空类隐含的添加一个字节，这样空类实例化之后就有了独一无二的地址了。所以空类的sizeof为1。

class CBase
{
int a;
char p;
};
// sizeof(CBase)=8;

字节对齐的问题。int 占4字节
char占一字节，补齐3字节

class CBase
{
public:
CBase(void);
virtual ~CBase(void);
private:
int a;
char *p;
};
// sizeof(CBase)=12

C++ 类中有虚函数的时候有一个指向虚函数的指针（vptr），在32位系统分配指针大小为4字节。无论多少个虚函数，只有这一个指针，4字节。
//注意一般的函数是没有这个指针的，而且也不占类的内存。

class CChild : public CBase
{
public:
CChild(void);
~CChild(void);
virtual void test();
private:
int b;
};
// sizeof(CChild)=16；

可见子类的大小是本身成员变量的大小加上父类的大小。
//其中有一部分是虚拟函数表的原因，一定要知道父类子类共享一个虚函数指针

class A {}; // sizeof(A)=1class B{}; // sizeof(B)=1 class C:public A{
virtual void fun()=0;
}; // sizeof(C)=4 class D:public B,public C{}; // sizeof(D)=8

类D的大小更让人疑惑吧，类D是由类B，C派生过来的，它的大小应该为二者之和5，为什么却是8 呢？这是因为为了提高实例在内存中的存取效率。类的大小往往被调整到系统的整数倍。并采取就近的法则，距离哪个最近的倍数，就是该类的大小，所以类D的大小为8个字节。

// ====== 测试一 ======
class Test {
private:
int n;
char c;
short s;
};Test t21;
cout << sizeof(t21) << endl;
// 运行结果：8// ====== 测试二 ======
class Test {
public:
//构造函数
Test() { }
//普通成员
int func0() {
return n;
}
//友元函数
friend int func1();
//常成员函数
int func2() const {
return s;
}
//内联函数
inline void func3() {
cout << "inline function" << endl;
}
//静态成员函数
static void func4() {
cout << "static function" << endl;
}
//析构函数
~Test() { }private:
int n;
char c;
short s;
};int func1() {
Test t;
return t.c;
}Test t22;
cout << sizeof(t22) << endl;
// 运行结果：8// ====== 测试三 ======
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;
}
//虚函数，需要一个虚函数指针的开销
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目标平台运行结果：12；x64目标平台下运行结果：16

因 C++中成员函数和非成员函数都是存放在代码区的，故类中一般成员函数、友元函数，内联函数还是静态成员函数都不计入类的内存空间，测试一和测试二对比可证明这一点
测试三中，因出现了虚函数，故类要维护一个指向虚函数表的指针，分别在 x86目标平台和x64目标平台下编译运行的结果可证明这一点

总结

空的类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。
类内部的成员变量：

普通的变量：是要占用内存的，但是要注意对齐原则（这点和struct类型很相似）。
static修饰的静态变量：不占用内容，原因是编译器将其放在全局变量区。

类内部的成员函数：

普通函数：不占用内存。
虚函数：要占用4个字节（32位系统）或8个字节（64位系统），用来指定虚函数的虚拟函数表的入口地址。所以一个类的虚
函数所占用的地址是不变的，和虚函数的个数是没有关系的。

C++编译系统中，数据和函数是分开存放的(函数放在代码区；数据主要放在栈区和堆区，静态/全局区以及文字常量区也有)，实例化不同对象时，只给数据分配空间，各个对象调用函数时都都跳转到(内联函数例外)找到函数在代码区的入口执行，可以节省拷贝多份代码的空间
类的静态成员变量编译时被分配到静态/全局区，因此静态成员变量是属于类的，所有对象共用一份，不计入类的内存空间。
内联函数(声明和定义都要加inline)也是存放在代码区，内联函数在被调用时，编译器会用内联函数的代码替换掉函数，避免了函数跳转和保护现场的开销。不要将成员函数的这种存储方式和inline(内联)函数的概念混淆。不要误以为用inline声明(或默认为inline)的成员函数，其代码段占用对象的存储空间，而不用inline声明的成员函数，其代码段不占用对象的存储空间。不论是否用inline声明(或默认为inline)，成员函数的代码段都不占用对象的存储空间。用inline声明的作用是在调用该函数时，将函数的代码段复制插人到函数调用点，而若不用inline声明，在调用该函数时，流程转去函数代码段的入口地址，在执行完该函数代码段后，流程返回函数调用点。inline与成员函数是否占用对象的存储空间无关