类方法会增加类实例的大小吗?

Do class methods increase the size of the class instances?

本文关键字：实例 增加 类方法      更新时间：2023-10-16

这个问题很直接。为了清楚起见，请考虑下面的示例:

// Note that none of the class have any data members
// Or if they do have data members, they're of equal size, type, and quantity
class Foo {
public:
    void foo1();
    void foo2();
    // 96 other methods ...
    void foo99();
};
class Bar {
public:
    // Only one method
    void bar();
};
class Derived1 : public Foo { };
class Derived2 : public Bar { };
int main() {
    Foo f;
    Bar b;
    Derived1 d1;
    Derived2 d2;
    return 0;
}

实例f、b、d1和d2占用相同的内存空间量吗?作为这个问题的扩展，复制Foo的实例时，传递它需要比Bar更长的时间，理论上?

只有实例数据会增加类的实例的大小(在我所知道的所有实现中)，除非您添加虚函数或从具有虚函数的类继承，那么您需要一次性命中v-table指针。

另外，正如其他人正确地提到的，类的最小大小是1字节。

一些例子:

// size 1 byte (at least)
class cls1
{
};
// size 1 byte (at least)
class cls2
{
    // no hit to the instance size, the function address is used directly by calling code.
    int instanceFunc();
};
// sizeof(void*) (at least, for the v-table)
class cls3
{
    // These functions are indirectly called via the v-table, a pointer to which must be stored in each instance.
    virtual int vFunc1();
    // ...
    virtual int vFunc99();
};
// sizeof(int) (minimum, but typical)
class cls4
{
    int data;
};
// sizeof(void*) for the v-table (typical) since the base class has virtual members.
class cls5 : public cls3
{
};

编译器实现可以处理带有多个v表指针或其他方法的多个虚拟继承，因此这些也会对类大小产生影响。

最后，成员数据对齐选项可能会产生影响。编译器可能有一些选项或#pragma来指定成员数据的起始地址应该是指定字节数的倍数。例如，在4字节边界上对齐并假设sizeof(int) = 4:

// 12 bytes since the offset of c must be at least 4 bytes from the offset of b. (assuming sizeof(int) = 4, sizeof(bool) = 1)
class cls6
{
    int a;
    bool b;
    int c;
};

严格来说，这是依赖于实现的。但是方法的数量不应该改变类对象的大小。对于非虚方法，对象内存中没有任何与方法指针相关的内容。如果有虚方法，那么每个对象都有一个指向虚函数表的指针。当添加更多方法时，虚函数表会增长，但指针大小保持不变。

进一步说明:对于非虚方法，编译器跟踪每个类的方法指针。当调用非虚方法时，编译器会传递一个指向该对象的方法的指针，或者作为隐藏参数，或者在堆栈上传递。这就是一个方法如何"知道"它的对象并访问this指针。对于虚方法，方法指针实际上是虚函数表的索引，因此编译器将this传递给虚函数表中的解引用条目。

会的。实际上在你的例子中，大小是1。在c++中，即使没有任何数据成员，类的大小也为1。

Foo和Bar应该各为一个字节。Derived1和Derived2可以是一个或两个字节。

原因是编译器将所有静态信息存储在可执行代码中，包括所有成员函数。当您的代码在Foo的实例上调用foo1时，它只调用Foo::foo1(this)，这对于程序中的每个Foo都是相同的。虚函数是一个例外，但是不要为每个成员函数增加额外的大小，如果有虚函数，只增加一次额外的大小(通常是4/8字节)。

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