以下内容源于C语言中文网的学习与整理,非原创,如有侵权请告知删除。
对象被创建时会在栈区或者堆区分配内存。我们直观的认识是,如果创建了 10 个对象,就要分别为这 10 个对象的成员变量和成员函数分配内存,如下图所示:
不同对象的成员变量的值可能不同,因此需要单独分配内存来存储。
但是不同对象的成员函数的代码是一样的,上面的内存模型保存了 10 份相同的代码片段,会浪费不少空间。我们可以将这些代码片段压缩成一份,事实上编译器也是这样做的:编译器将成员变量和成员函数分开存储,即分别为每个对象的成员变量分配内存,但是所有对象都共享同一段函数代码。如下图所示:
成员变量在堆区或栈区分配内存,成员函数在代码区分配内存。
【示例】使用 sizeof 获取对象所占内存的大小:
#include <iostream>
using namespace std;
class Student{
private:
char *m_name;
int m_age;
float m_score;
public:
void setname(char *name);
void setage(int age);
void setscore(float score);
void show();
};
void Student::setname(char *name){
m_name = name;
}
void Student::setage(int age){
m_age = age;
}
void Student::setscore(float score){
m_score = score;
}
void Student::show(){
cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<",成绩是"<<m_score<<endl;
}
int main(){
//在栈上创建对象
Student stu;
cout<<sizeof(stu)<<endl;
//在堆上创建对象
Student *pstu = new Student();
cout<<sizeof(*pstu)<<endl;
//类的大小
cout<<sizeof(Student)<<endl;
return 0;
}
运行结果:
12
12
12
Student 类包含三个成员变量,它们的类型分别是 char *、int、float,都占用 4 个字节的内存,加起来共占用 12 个字节的内存。通过 sizeof 求得的结果等于 12,恰好说明对象所占用的内存仅仅包含了成员变量。
类是一种复杂的数据类型,也可以使用 sizeof 求得该类型的大小。从运行结果可以看出,在计算类这种类型的大小时,只计算成员变量的大小,并没有把成员函数也包含在内。也就是说,对象的大小只受成员变量的影响,和成员函数没有关系。
假设 stu 的起始地址为 0X1000,那么该对象的内存分布如下图所示:
m_name、m_age、m_score 按照声明的顺序依次排列,和结构体非常类似,也会有内存对齐的问题。比如,如果修改类的成员变量如下,则该类型的大小变为16。
//省略其他代码
private:
char *m_name;//指针变量占4字节
char m_char;//字符变量原本只占1个字节,但内存对齐,这里占4字节
int m_age;//int类型变量占4字节
float m_score;//float类型变量占4字节
//省略其他代码