班级规模 - C++

Question

我有以下关于对象大小的代码：

class A 
{ 
public: 
    int _i; 
    virtual int getI () = 0; 
    int setI (int i); 
}; 
class B : public A 
{ 
public: 
    int getI (); 
    virtual int setI (int i); 
}; 

class C : public B 
{ 
public: 
    int _i; 
    int getI (); 
    int setI (int i); 
}; 

int main () 
{ 
    B b; 
    C c; 
} 

Why the size of Cc; 是12？尺寸计算中包括哪些部分？

Answer 1

sizeof(int A::_i) + sizeof(int C::_i) + sizeof(pointer to virtual table)

所有这些部分的大小取决于实现，在您的情况下，每个部分都有尺寸 4。

Answer 2

几乎任何类的大小都取决于实现，但我会
猜测你在 32 位机器上，并且 C 类包含 4 个字节
vptr 和两个四字节 int（A::_i 和 C::_i）。

Answer 3

对象的大小将是特定于平台的。例如，在 64 位平台上，我希望大小为 24 字节。物体的大小由什么构成有点棘手。它由各种组件组成：

• 大小的明显组件是数据成员：在您的情况下，您在层次结构中的某个位置有两个 int ，即这将贡献 2 * sizeof( int)。
• 众所周知的隐藏组件是指向“vtable”的指针，即指向某种数据结构的指针，该数据结构处理虚拟函数的调用方式。这通常会贡献一个指针大小。
• 大多数人可能完全忽略了多重继承带来的隐藏指针，特别是当对象涉及虚拟基类时：为了使对象看起来像是特定层次结构中的一个，它将包含比“vtable”指针更多的内容。
• 尽管被许多人忽视，但更广为人知的是“填充”，即用于确保数据成员与 CPU 首选地址对齐的隐藏字节。一般来说，如果存在与此大小相对应的基本类型，则首选对齐方式大致为给定系统上的类型大小，最多为给定系统上的高速缓存行的大小。也就是说，通常最大对齐为 16 字节。
• 最后，我可以想到一个有趣的空类：由于子对象需要具有不同的地址，因此每个空类将被视为至少一个字节大，除非空类是基类，在这种情况下它可以共享与其他基地相同的地址。

大多数隐藏的内容并不适用，但对于您的类，您有 2 * sizeof(int) + sizeof(T*) 用于访问虚拟函数表的合适类型。

Answer 4

C c; 的大小实际上是实现定义的。如果您有任何实际依赖于大小的代码，则该代码是严重错误的，并且在切换编译器时可能会中断。

现在回答您的实际问题：您可能认为 C 具有 C 中包含的 int 的大小，或者您可能认为它具有来自 C 的 int 的大小加上来自 A 的大小。

这两种猜测都是错误的，原因有两个：

• 您的结构中可能存在所谓的填充。有时类型需要与某些边界对齐。为了强制这些对齐，编译器在字段之间引入了一些“浪费”的空间区域，以将它们保留在这些位置。您永远不能依赖此填充的数量。

• 还有一点，我主要认为你的老师想向你展示这一点：如果你编写c.getI()，计算机必须知道要调用哪个方法，即是否调用来自 A、B 或 C 之一。这些信息需要存储在某个地方。此信息的存储会为您的结构添加一些额外的大小，但您永远不能依赖会添加多少。有些人可能会试图告诉您这只是使用一个指针来存储的，但这是不正确的。编译器可以使用尽可能多的空间来存储这些信息。大多数编译器出于效率原因只使用一个指针，但如果您依赖这一点，对于以不同方式处理此问题的编译器来说，您的代码将会是错误的。

如果您想了解更多信息，只需谷歌搜索“虚拟方法调用”，您就可以找到该用例的常见实现的一些示例。

Answer 5

我认为你使用 32 位编译器。
这是C类的内存布局：

class C size(12):
    +---
    | +--- (base class B)
    | | +--- (base class A)
 0  | | | {vfptr}
 4  | | | _i
    | | +---
    | +---
 8  | _i
    +---

C::$vftable@:
    | &C_meta
    |  0
 0  | &C::getI
 1  | &C::setI

根据它，你可以看到哪些部分影响类的大小。

您可以阅读有关虚拟函数、虚拟继承、虚拟表的更多信息，以了解它们的组织方式以及对类大小的影响。

如果您使用 MVSC，则可以在编译时使用 -d1reportAllClassLayout 选项来查看类的布局。