C Data Member記憶體布局

如果乙個類只定義了類名，沒定義任何方法和字段，如class a{};那麼class a的每個例項占用1個位元組的記憶體，編譯器會會在這個其實例中安插乙個char，以保證每個a例項在記憶體中有唯一的位址，如a a,b;&a!=&b。如果乙個直接或是間接的繼承（不是虛繼承）了多個類，如果這個類及其父類像a一樣沒有方法沒有字段，那麼這個類的每個例項的大小都是1位元組，如果有虛繼承，那就不是1位元組了，每虛繼承乙個類，這個類的例項就會多乙個指向被虛繼承父類的指標。還有一點值得說明的就是像a這樣的類，編譯器不一定會產生傳說中的那6個方法，這些方法只會在需要的時候產生，如class a沒有被任何地方使用那這些方法編譯器就沒有必要產生，如果這個類例項化了，那麼會產生default constructor，而destructor則不一定產生。

如果乙個類中有static data member，nonstatic data member，還有const data member，enum，那麼它的記憶體布局會是什麼樣的呢，看下面簡單的類point：

class
point
private
:    
intx;
static
intcount;
inty;
const
intmaxcount ;
enum
;};

sizeof(point)=12,為什麼佔12位元組呢，我相信很多人都知道是哪幾個成員變數占用的，就是x,y,maxcount,maxcount作為常量字段，但在point的每個例項中可能有不同的值，當然屬於point例項的一部分，如果把maxcount定義成static，那它就不不是point例項的一部分了，如果定義成static const int maxcount=1;則maxcount分配在.data段中，如果沒有初始化則分配在.bss段中，反正跟point的例項無關，count分配在.bss段中，mincount分配在.rdata段中，總之count，maxcount，mincount在編譯連線完成之後，記憶體（虛擬位址）就分配好了，在程式載入的時候，會把他們的虛擬位址對應上實際的實體地址。

data member的記憶體布局：nonstatic data member在class object中的順序和其申明的順序一樣，static data member和const member不在class object中因為他們只有乙份，被class object共享，所以static data member和const data member，列舉並不會響應class object的大小。關於段的資訊，我覺得是每個c/c++程式設計師必須知道的。而point每次例項化的時候則只需要分配x，y，maxcount需要的記憶體。

每個類的data member在記憶體中應該是連續的，如果出現資料對齊的情況，可能中間會有空白地帶。請看下面幾個類：

classaa;
class bb:publicaa;
class cc:public
bb;

sizeof(aa)=8//對齊3位元組

sizeof(bb)=12//兩個3位元組對齊

sizeof(cc)=16//編譯器「無恥」的用了3個3位元組對齊

關於記憶體對齊問題我相信大家經常遇到，我就不廢話，我之前寫過一篇關於記憶體對齊的文章《資料對齊》

編譯器為什麼要無恥的在class cc中加3個3位元組對齊呢，這樣每個cc的例項就大了9位元組。如果編譯器不加這9位元組的空白，那麼cc的每個例項就是8位元組，前面的x佔4位元組，後面的a,b,c佔3位元組，加1位元組的空白對齊，剛好8位元組，沒有誰很傻很天真的以為最好是佔7位元組吧。

如果cc占用8位元組記憶體，同樣的aa，bb都是8位元組的記憶體，這樣的話，如果把乙個指向aa例項的指標賦給乙個指向cc例項的指標，那麼就會把aa中的8位元組直接蓋到cc的8位元組上，結果cc例項中的b，c都被賦上了不是我們想要的值，這很可能會導致你的程式出問題。

父類的data member會在子類的例項中有完整的乙份，這樣在有繼承關係的類之間進行型別轉換，就只用簡單的修改指標的指向。

data member的訪問。對乙個data member的訪問，編譯器把物件例項的起始位址加上data member的偏移量。如cc c;

c.x=1;相當於&c+(&cc::x-1),減一其實是為了區分是指向object的指標還是指向data member的指標，指向data member的要減一。每乙個data member的偏移量在編譯的時候是知道的，根據成員變數的型別和記憶體對齊，存在virtual繼承或是虛方法的情況編譯器會自動加上一些輔助的指標，如指向虛方法的指標，指向虛繼承父類的指標等。

在data member的訪問效率上，struct member 、class member、單一繼承或是多重繼承的情況下效率都是一樣的，因為他們的儲存其實都是&obj+(&class.datamember-1)。在虛繼承的情況下，可能會影響儲存效能，如通過乙個指標來訪問乙個指向虛繼承而來的data member，那麼效能會有影響，因為在虛繼承的時候，在編譯的時候還不能確定這個data member是來自子類還是父類，只有在執行的時候才能推斷出來，其實就是多了一步指標的操作，在虛繼承中，如果是通過物件例項來操作虛繼承而來的data member，則不會有任何效能問題，因為不存在什麼多型性，所有東西在編譯的時候記憶體位址都確定了。

虛繼承還是虛方法為了實現多型一樣，多了一步，如果不需要多型，而是通過物件例項呼叫相關的方法就不會有效能問題。

C Data Member記憶體布局

C Data Member記憶體布局

struct記憶體布局

Objective C記憶體布局

C Data Member記憶體布局

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struct記憶體布局

Objective C記憶體布局

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