对于类对象模型的理解（类大小计算+大小端字节序）

本是古典何须时尚 2022-10-27 13:50 144阅读 0赞

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# 类对象模型 #

*  ### 如何理解类与对象 ###

**类：**

通俗理解，类相当于一个模型框架，限定了类有哪些成员变量，但从底层来看，内存并没有分配实际的物理空间来存储类

**对象：**

类对象即为类的具体描述，当类对象进行实例化过程中，内存将为其分配物理空间

一个类可以实例化多个对象，实例化出的对象 占用实际的物理空间，存储类成员变量

### 思考：类中既可以有成员变量，又可以有成员函数，那么一个类的对象中包含了什么？如何计算一个类的大小？ ###

*  ### 类大小的计算 ###

类中有成员变量，以及成员函数，成员函数不占据内存空间，所以在类计算的过程中仅需要计算成员变量即可

但有一点需要注意：一个空类的大小并不是我们所认为的0，这是为什么呢？

编译器在处理空类的时候，将空类的大小给定为1字节，通过给定1字节来标识空类

下列代码进行测试

// 类中既有成员变量，又有成员函数 
    class A1 { 
    public:    
    	void f1(){} 
    private:    
    	int _a;
    };
    
    // 类中仅有成员函数 
    class A2 { 
    public:   
    	void f2() {} 
    };
    
    // 类中什么都没有---空类 
    class A3 {};
    
    int main()
    {
    	int a = sizeof(A1);
    	int b = sizeof(A2);
    	int c = sizeof(A3);
    	return 0;
    }

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTMxNjEx_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

对此，类对象大小的计算等同于计算类成员变量大小的计算

类比结构体计算过程中

**结构体内存对齐规则**  
1. 第一个成员在与结构体**偏移量为0的地址**处。即第一个成员变量不需要考虑对齐 从0地址开始存储即可

2. 其他成员变量要对齐到**对齐数的整数倍**的地址处。  
注意：对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的**较小值**。 **VS中默认的对齐数为8**

3. 结构体总大小为：**最大对齐数**（所有变量类型最大者与默认对齐参数取最小）**的整数倍**。

4. 如果嵌套了结构体的情况，**嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处**，**结构体的整体大小就是 所有最大对齐数**（含嵌套结构体的对齐数）**的整数倍**。

下面通过代码来具体计算一下类大小

class A
    {
    	int a;
    	char b;
    	double c;
    	int d;
    };

分析：

int a；占4字节 对齐数为4

char b；占1字节 对齐数为1

double c；占8字节 对齐数为8

int d；占4字节 对齐数为4

根据对齐原则：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTMxNjEx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

实际大小为20byte 最后总大小必须为最大对齐数8的整数倍 24byte

### 思考： ###

1. 结构体怎么对齐？ 为什么要进行内存对齐

**结构体对齐的目的就是为了计算机在内存读取更快速，计算机在内存中读取中一次读取8byte，取决于编译器默认对齐数**

2. 如何让结构体按照指定的对齐参数进行对齐

**\#pragma pack（所设置对齐数）**

3. 如何知道结构体中某个成员相对于结构体起始位置的偏移量

**强制类型转化为char\* 取地址相减**

4. 什么是大小端？如何测试某台机器是大端还是小端，有没有遇到过要考虑大小端的场景

大端：低地址存高位 高地址存低位 符合正常阅读序

小端：低地址存低位 高地址存高位 阅读逆序

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTMxNjEx_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

大小端测试：

（1）指针法测试：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTMxNjEx_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

（2）联合体测试

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTMxNjEx_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MTMxNjEx_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/2be96c9bab8c40909adde40a2ed82e33.png
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