• C++对象的内存大小由以下几个方面决定：
  • 1.空类的大小默认为1
  • 2.类中非静态成员的总和
  • 3.如果有继承，派生类的对象会加上基类对象的数据成员
  • 4.如果有virtual，那么就需要加上一个虚函数表指针的大小（在继承方式下，父子类共享一个虚函数表，因此子类的虚函数表指针是继承于父类的，不会新增一个虚函数表指针）
  • 5.内存对齐补齐规则

一、无继承下的对象内存模型

演示案例

class ZooAnimal {
public:
	ZooAnimal()=default;
	virtual ~ZooAnimal() {}
	virtual void rotate() {}

protected:
	int loc;
	std::string name;
};

int main()
{

	std::string s;
	std::cout << sizeof(s) << std::endl;

	ZooAnimal za;
	ZooAnimal *pza = &za;

	std::cout << "sizeof ZooAnimal is " << sizeof(za) << std::endl;

	return 0;
}

• 演示结果：
  • 下面在32位编译器下运行（指针大小为4字节，string的大小为28字节）
  • 因此ZooAnimal类对象的大小为：string(28字节)+int(4字节)+虚函数表指针(4字节)=36字节

• 其内存模型如下：
  • 假设pza指针所指的地址为1000，其指向的对象模型如下所示
  • __vptr为虚函数表指针

二、有继承关系的对象内存模型

• 派生类的内存空间中会包含基类的内存成员，并且派生类会将自己的新数据成员新增在自己的内存模型中

演示案例

• 如果我们有一个类继承于上面的那个ZooAnimal

class Bear :public ZooAnimal {
	Bear() {}
	~Bear() {}

	void rotate() {}
	virtual void dance() {}

protected:
	enum Dances {};

	Dances dances_known;
	int cell_block;
};

int main()
{

	std::string s;
	std::cout << sizeof(s) << std::endl;

	ZooAnimal za;
	ZooAnimal *pza = &za;

	std::cout << "sizeof ZooAnimal is " << sizeof(za) << std::endl;

	Bear b;
	Bear *pb = &b;
	Bear &rb = *pb;

	std::cout << "sizeof ZooAnimal is " << sizeof(b) << std::endl;

	return 0;
}

• 演示结果：
  • 下面在32位编译器下运行（指针大小为4字节，string的大小为28字节）
  • 因此Bear类对象的大小为：string(28字节)+int(4字节)+虚函数表指针(4字节)+dances_known(4字节)+cell_block(4字节)=44

• 其内存模型如下：
  • 假设pb指针的所指的地址为1000，其指向的对象模型如下所示
  • __vptr为虚函数表指针

三、虚继承下的内存模型

演示案例

#include<stdio.h>

class X{};

class Y :virtual public X {};

class Z :virtual public X {};

class A :public Y, public Z {};

int main()
{
	X x;
	printf("sizeof x is %d\n", sizeof(x));

	Y y;
	printf("sizeof y is %d\n", sizeof(y));

	Z z;
	printf("sizeof z is %d\n", sizeof(z));

	A a;
	printf("sizeof a is %d\n", sizeof(a));

	return 0;
}

• x：空类的大小为1
• y：有虚函数表指针，指针为4字节（32位机器上）
• z：有虚函数表指针，指针为4字节（32位机器上）
• a：两个虚函数表指针，一个指向于y，一个指向于z

.

• 如果我们把X改为以下形式，则：
  • x：a为int，因此为4
  • y：一个虚函数表指针（4字节）+a的大小（4字节）
  • z：一个虚函数表指针（4字节）+a的大小（4字节）
  • a：两个虚函数表指针（8字节，一个指向于y，一个指向于z）+a的大小（4字节，因为virtual继承只会保存一份基类的实例，所以只有一个a）

class X
{
	int a;
};