C++類的大小

一個空類class A{};的大小為什么是1，因為如果不是1，當定義這個類的對象數組時候A objects[5]; objects[0]和objects[1]就在同一個地址處，就無法區分。

單繼承

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
    virtual void aa(){}
private:
    char k[3];
};

class B: public A
{
public:
    virtual void bb(){}
};

int main()
{
    cout<<"A's size is "<<sizeof(A)<<endl;
    cout<<"B's size is "<<sizeof(B)<<endl;
    return 0;
}

vs和gcc下
執行結果：A's size is 8
              B's size is 8

說明：有虛函數的類有個virtual table（虛函數表），里面包含了類的所有虛函數，類中有個virtual table pointers，通常成為vptr指向這個virtual table，占用4個字節的大小。成員類B public繼承於A，類B的虛函數表里實際上有兩個虛函數A::aa()和B::bb()，類B的大小等於char k[3]的大小加上一個指向虛函數表指針vptr的大小，考慮內存對齊為8。

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
    virtual void aa(){}
private:
    char k[3];
};

class B: public A
{
public:
    //virtual void bb(){}
};

int main()
{
    cout<<"A's size is "<<sizeof(A)<<endl;
    cout<<"B's size is "<<sizeof(B)<<endl;
    return 0;
}

vs和gcc下
執行結果：A's size is 8
              B's size is 8
說明：類B看上去沒有虛函數，但實際上它有，只是沒有重寫，因為public繼承，所以有從A繼承過來的虛函數A::aa()，實際上類A和類B的虛函數表里的函數都是A::aa()。

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
    virtual void aa(){}
    virtual void aa2(){}
private:
    char k[3];
};

class B: public A
{
public:
    virtual void bb(){}
    virtual void bb2(){}
};

int main()
{
    cout<<"A's size is "<<sizeof(A)<<endl;
    cout<<"B's size is "<<sizeof(B)<<endl;
    return 0;
}

vs和gcc下
執行結果：A's size is 8
              B's size is 8

說明：一個類里若有虛函數，無論有多少個虛函數都只有一個指向虛表的指針，虛表中的每一個表項保存着一個虛函數的入口地址。當調用虛函數時，先找到虛表中它對應的表項，找到入口地址再執行。對於直接單繼承，無論類B中有無虛函數，由於它繼承了類A，且類A里含有虛函數，因此如果類B有虛函數，那么它和類A的是在同一個屬於類B的虛表里，這張虛表的虛函數為A::aa()、A::aa2()、B::bb()、B::bb2()。注意：類A里的私有成員在類B里仍占有內存。

多繼承

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
    virtual void aa(){}
    virtual void aa2(){}
private:
    char k[3];
};

class B
{
public:
    virtual void bb(){}
    virtual void bb2(){}
};

class C: public A,public B
{
public:
    virtual void aa(){} //重寫了A的aa()
    virtual void cc(){}
};

int main()
{
    cout<<"A's size is "<<sizeof(A)<<endl;
    cout<<"B's size is "<<sizeof(B)<<endl;
    cout<<"C's size is "<<sizeof(C)<<endl;
    return 0;
}

vs和gcc下
執行結果：A's size is 8
          B's size is 4
          B's size is 12

說明：類A和B的大小就不解釋了，參照上面。類C多重繼承於A和B（有虛函數覆蓋），那么類C的大小是多少？先看成員變量，有一個繼承A的char k[3]。再看虛函數，類C的中虛函數是怎么分布的？先有一個虛函數表，里面有繼承於類A的虛函數和C自己的虛函數（C::aa(), A::aa2(), C::cc()），如果C沒有重寫aa()，那么第一個虛函數就是A::aa()，接着有第二張虛函數表是繼承包含類B的虛函數B::bb()、B::bb2()（類C沒有重寫B的虛函數）。總的大小就是2張虛表的大小（也即兩個虛函數指針的大小）8字節加上3字節的k[3]，考慮內存對齊，就是12字節。

虛繼承

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
    virtual void aa(){}
private:
    char k[3];
};

class B: virtual public A
{
public:
    //virtual void bb(){}
};

int main()
{
    cout<<"A's size is "<<sizeof(A)<<endl;
    cout<<"B's size is "<<sizeof(B)<<endl;
    return 0;
}

vs和gcc下
執行結果：A's size is 8
              B's size is 12
說明：類B里包含，繼承的char k[3]，繼承的虛函數，類B的虛函數表里有A::aa()，因為是虛繼承，還有一個指向父類的指針，該指針為指向虛基類的指針（Pointer to virtual base class）。考慮內存對齊，總大小為12。

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
    virtual void aa(){}
private:
    char k[3];
};

class B: public virtual A
{
public:
    virtual void bb(){}
};

int main()
{
    cout<<"A's size is "<<sizeof(A)<<endl;
    cout<<"B's size is "<<sizeof(B)<<endl;
    return 0;
}

VS執行結果：A's size is 8
                  B's size is 16

gcc執行結果：A's size is 8
                  B's size is 12

說明：對於虛繼承，類B虛繼承類A時，首先要通過加入一個指針來指向父類A，該指針被稱為虛基類指針。然后包含從父類繼承過來的3個char，再加上一個虛函數指針。考慮內存對齊，在gcc下結果是4+4+4=12。在VS下，結果是16，why？這一題和上一題區別只是在類B中添加了一個虛函數，但是兩個題目中類B都有虛函數表。在VS下調試查看匯編代碼，發現多出來的4字節什么也沒有。

關於C++虛函數，可以看《C++虛函數表解析》：http://blog.csdn.net/haoel/article/details/1948051