C 記憶體詳解（二）

在本文中主要是介紹c++中類在例項化過程中在記憶體中的分配。

很多人都知道c++類是由結構體發展而來，所以他們的成員變數（c語言的結構體只有成員變數，c++的結構體和類基本相同，除了預設成員變數的屬性，類成員變數預設私有，結構體成員變數預設公有，c++保留結構體主要是相容c程式）的記憶體分配機制是一樣的。下面我們以類來說明問題，如果類搞清楚了，結構體也就明白了。類分為成員變數和成員函式，我們先討論成員變數。乙個類物件的位址就是類所包含的這一片記憶體空間的首位址，

類定義：

class k
~k(){}
int k;
};

類的使用：

k ktemp;
printf("%d--%d\n",&ktemp,&ktemp.k);
printf("%d--%d\n",sizeof(k),sizeof(ktemp.k));
int *i = (int*)(&ktemp);
int w = *i;
printf("%d\n",w);

上面**執行的結果為：

1310588--1310588

4--4

12很明顯，類的記憶體大小和其唯一的成員變數的記憶體大小是一致的。記憶體位址也是一致的。他們甚至是可以相互轉換的。換成結構體結果也是一樣的。這個時候問題來了：成員函式呢？上面的**就好像沒有成員函式一樣，那是因為所有的成員函式都是存放在**區的，不管全域性函式，還是成員函式。要是成員函式占用類的物件空間，那將是多麼可怕的一件事：定義類物件就有成員函式占用一段空間。我們再來補充一下靜態成員函式的存放問題：靜態成員函式與一般的成員函式的唯一區別就是沒有this指標，因此不能訪問非靜態資料成員，就像我們前面提到的，所有函式都存放在**區，靜態函式也不例外。

c++是一種物件導向的程式語言，它向下儲存了對c的相容，同時也允許程式設計師能夠自由的操控記憶體，雖然會帶來一些問題，但是這不是本文討論的問題。類是對某種物件的定義，包括變數和方法，也可以理解為現實生活中一類具有共同特徵的事物的抽象，它是物件導向語言的基礎。所以類是不占有記憶體的。但是如果類生成例項，那麼將會在記憶體中分配一塊記憶體來儲存類物件。

類的例項化物件在記憶體中是如何分配記憶體的，請看下面的類：

class a {};

從形式上看，它似乎什麼也沒有，事實上它不知隱含了乙個建構函式和乙個析構函式，hi阿尤一些操作過載運算函式，比如」=「。如果a被例項化，例如：a a；在記憶體會佔據多大的空間？有人可能說是4，也有說是0，但是正確的答案是：1，為什麼是1？原因很多，比如說如我定義乙個陣列a[10]；如果按上面說的是0，這樣的局面會很尷尬，所以a這樣乙個空類，編譯器給它乙個位元組來填充。

如果我們增加乙個變數，（位元組對齊預設為4）：

class  a

類a的例項將佔據4個位元組的記憶體，sizeof(a)=4，變數i的初值被編譯器指定為0xcdcdcdcd。

如果再增加乙個變數：

class a

此時，按章變數生命的先後順序，i被放在了低位址上，l緊跟其後。例項物件占用8個位元組，sizeof(a)=4+4=8。

如果類裡面包含函式：

class a
};

這時，有人會可能會說類的大小為12，事實上sizeof(a)=8；

為什麼會這樣？這是因為sizeof訪問程式的資料段，而函式位址責備儲存在**段內，所以最後結果是8。

再看下面這個情況：

class a
; };

此時sizeof(a)大小仍是8，這是因為static變數在全域性區（靜態區），而非資料段

當然，類裡面含有虛函式時，情況就另當別論了！例如：

class a
; int add(int x,int y);
};

因為含有虛函式，所以類裡面將含有乙個虛指標vptr，指向該類的虛表vtbl，乙個指標占用四位元組的位址，所以sizeof(a)=12，虛指標放在類例項位址的最低位置，比如：a *a=new a；我們可以這樣給變數i賦值：

int *p = (int *)a;
p++;
*p = 1;//把i的值賦為1.

如果類作為派生類，記憶體將如何分配呢？

這種情況雖然有些複雜，但並不是說不好理解，它有多少個父類每個父類的大小加起來再加上自身就是sizeof的大小。

總結c++類物件記憶體結構：

首先介紹一下c++中有繼承關係的類物件記憶體的布局：

在c++中，如果類中有虛函式，那麼它就有乙個虛函式表的指標——vfptr，在類物件最開始的記憶體資料中，之後是類中的成員變數的記憶體資料。

對於子類，最開始的記憶體資料記錄著父類物件的拷貝（包括父類虛函式表指標和成員變數），之後是子類自己的成員變數資料。

對於子類的子類，同樣的原理，但是無論繼承多少個子類，物件中始終只有乙個虛函式表指標。

C 記憶體詳解（二）

C 記憶體管理詳解

C 記憶體對齊詳解

C 記憶體管理詳解

C 記憶體詳解（二）

C 記憶體管理詳解

C 記憶體對齊詳解

C 記憶體管理詳解

相關推薦