C++类的内存布局
2023-06-29 06:40:29
深夜i
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C++
类
内存布局
成员变量
虚函数表
C++类的内存布局指的是一个类对象在内存中的存储方式和结构。在C++中，一个类对象的内存布局包含以下几个部分：
1. 对象头部分：包含一个指向虚函数表的指针（如果该类有虚函数）以及其他一些元信息。通常占用4到8个字节，取决于编译器和操作系统的位数。
2. 成员变量部分：包含该类声明的所有成员变量，按照它们在类中声明的顺序排列。每个成员变量在内存中的存储顺序取决于编译器的优化和内存对齐规则，通常是按照其所属类型的字节对齐进行排列。
3. 虚函数表部分：如果该类有虚函数，那么编译器会生成一个虚函数表，用于存储对象的虚函数指针。虚函数表通常是一个全局的、只读的数据结构，每个包含虚函数的类都有一个对应的虚函数表。
4. 填充字节部分：为了满足内存对齐要求，编译器可能会在成员变量之间添加一些填充字节，使得每个成员变量的地址都能按照其对齐要求排列。这个部分的大小也取决于编译器和内存对齐规则。
下面是一个简单的示例代码，用于说明C++类对象的内存布局：
class Example {
public:
virtual void foo();
int x;
double y;
};
Example e;
假设这段代码是在一个32位的Windows机器上编译的，那么e对象的内存布局可能如下图所示:
+---------------------+
| Virtual function ptr |
+---------------------+
| x |
+---------------------+
| padding |
+---------------------+
| y |
+---------------------+
根据这个内存布局，可以看出e对象在内存中占用16个字节，其中4个字节是虚函数表指针，4个字节是int类型的x，8个字节是double类型的y，还有4个字节的填充字节用于内存对齐。
总之，了解C++类对象的内存布局对于理解C++程序的性能和行为非常重要。在编写高性能的C++代码时，需要留意内存布局和内存对齐的问题，以便优化程序的内存访问效率和缓存命中率。
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