1、C++结构体和类的关系

为什么讲C++类的大小要提到结构体呢，因为可能很多和我一样的学子，接触过C语言的结构体对齐，但不明白类的大小怎么计算，这其中都要用到内存对齐的概念，对于内存对齐的概念之前已经说过了，可以参考这篇博客：C++结构体字节对齐和共用体大小 明白结构体的内存大小计算后，就要明白类和结构体的关系：

在C++中，结构体和类的唯一区别就是： 结构体和类具有不同的默认访问控制属性。

  类中，对于未指定访问控制属性的成员，其访问控制属性为私有类型（private）。

  结构体中，对于未指定任何访问控制属性的成员，其访问控制属性为公有类型（public）。

所以结构体的大小和类的大小是一样的，在C++中，结构体也可以实现实现继承和多态（可能很惊讶，可以去看看这篇博文：C++结构体与类的区别详情，还要明确，静态成员变量和成员函数所占用的空间肯定不是结构体或类的空间。还有就是空的类的大小是1字节，以方便类进行实例化。

代码进行验证：

#includeusing namespace std;


struct Node {


}
    ;


class Test{


}
    ;


int main () {
    
    cout  "sizeof(struct Node) = "  sizeof(Node)  endl;
     cout  "sizeof(class Test) ="  sizeof(Test)  endl;
     system("pause");
     return 0;
 }
     

代码运行结果为：

2、继承类的大小

继承允许我们依据另一个类来定义一个类，会把一个类的成员大小都继承下来，所以继承了的派生类大小一定要考虑基类的大小，首先考虑的最大对齐数，派生类的最大对齐数要考虑基类的最大对齐数。

下面以实际代码进行说明：

#includeusing namespace std;



class Base{

public:
    void func() {
  //成员函数不占用类的空间大小

    }
    
private:
    static int m_val1;
     // 静态成员不占用类的空间
    int m_valInt;
    
    char m_valChar;
    
    double m_valDouble;

}
    ;


class Son:public Base{

public:
    static int func() {
     //静态成员函数也不占用内存空间
        return 0;

    }
    
private:
    int m_sonValint;

}
    ;



int main () {
    
    cout  "sizeof(Base) = "  sizeof(Base)  endl;
     cout  "sizeof(Son) = "  sizeof(Son)  endl;
     system("pause");
     return 0;
 }
     

代码运行结果为：

可以明确，静态成员变量和成员函数所占用的空间类的空间，所以Base类的最大对齐数为double类型的大小（8字节），按照顺序存储，

Base类的大小计算应该为：

sizeof（Base）= 4 + 1 + 3（浪费） + 8 = 16字节

Son类继承了Base类，它的最大对齐数也就是8字节，

所以Son类的大小计算应该为：

sizeof（Son) = 4 + 1 + 3（浪费） + 8 + 8 = 24字节

注意类的也要考虑存储顺序，如果把Base类中的m_valChar放到m_valDouble后面，

Base类的大小计算就变成了：

sizeof（Base）= 4 + 4（浪费）+ 8 + 1 + 7（浪费）= 24字节

Son类的大小就算就变成了：

sizeof（Son）= 4 + 4（浪费）+ 8 + 1 + 3（浪费） + 4= 24字节

由此可以推算出多继承类的大小计算，菱形继承也是一样，都会继承基类的内存，尤其注意虚继承的情况，虚继承只是避免了菱形继承出现的二义性，但不是不继承，

如以下代码：

#includeusing namespace std;


class Base{

public:
    void func() {
  //成员函数不占用类的空间大小

    }
    
public:
    double m_valDouble;

}
    ;


class Son1:virtual public Base{
}
    ;
 //虚继承
class Son2:virtual public Base{
}
    ;
 //虚继承
class GrandSon:public Son1,public Son2{
}
    ;


int main () {
    
   
    cout  "sizeof(GrandSon) = "  sizeof(GrandSon)  endl;
     GrandSon gs;
     // gs.m_valDouble = 10;
     //如果不是虚继承就会出现二义性 system("pause");
     return 0;
 }
     

代码运行结果为：

上述GrandSon的依旧为16字节，因为它从Son1继承来了一份，又从Son2继承来了一份，所以，虚继承只是避免了访问的二义性，也可见菱形继承会对内存空间造成浪费 。

3、多态类的大小

多态类唯一的区别就是计算类大小要考虑到虚寒表指针的大小，指针的大小和系统相关，32位机器为4字节，64位机器为8字节，指针的大小也要作为最大对齐数的考虑范围。

代码说明如下：

#includeusing namespace std;


class Base{
    
public:
    virtual void func() = 0;
     //纯虚函数,会生成虚函数表指针
public:
    char m_valChar;

}
    ;


class Son: public Base{

public:
    void func() {
}
    ;
    
public:
    int m_SonvalInt;

}
    ;


int main () {
    
   
    cout  "sizeof(Base) = "  sizeof(Base)  endl;
     cout  "sizeof(Son) = "  sizeof(Son)  endl;
     system("pause");
     return 0;
 }
     

代码运行结果为：

Base类的大小为8字节，是因为虚函数表指针占用了4字节，所以Base类的最大对齐数为4字节，虚函数表在构造函数的时候就会生成，所以，虚函数表指针肯定优先存储，

所以Base类大小的计算为：

sizeof（Base） = 4 + 1 + 3（浪费） = 8字节

则Son类的大小计算为：

sizeof（Son）= 4 + 1 + 3（浪费） + 4 = 12字节

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