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C++中结构体和类的关系是什么

小编给大家分享一下C++中结构体和类的关系是什么,相信大部分人都还不怎么了解,因此分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后大有收获,下面让我们一起去了解一下吧!

1、C++结构体和类的关系

为什么讲C++类的大小要提到结构体呢,因为可能很多和我一样的学子,接触过C语言的结构体对齐,但不明白类的大小怎么计算,这其中都要用到内存对齐的概念,对于内存对齐的概念之前已经说过了,可以参考这篇博客:C++结构体字节对齐和共用体大小  明白结构体的内存大小计算后,就要明白类和结构体的关系:

在C++中,结构体和类的唯一区别就是:  结构体和类具有不同的默认访问控制属性。

  类中,对于未指定访问控制属性的成员,其访问控制属性为私有类型(private)。

  结构体中,对于未指定任何访问控制属性的成员,其访问控制属性为公有类型(public)。

所以结构体的大小和类的大小是一样的,在C++中,结构体也可以实现实现继承和多态(可能很惊讶,可以去看看这篇博文:C++结构体与类的区别详情,还要明确,静态成员变量和成员函数所占用的空间肯定不是结构体或类的空间。还有就是空的类的大小是1字节,以方便类进行实例化。

代码进行验证:

#include <iostream>using namespace std;struct Node {};class Test{};int main () {    cout << "sizeof(struct Node) = " << sizeof(Node) << endl;     cout << "sizeof(class Test) =" << sizeof(Test) << endl;    system("pause");    return 0;}

代码运行结果为:

C++中结构体和类的关系是什么

 2、继承类的大小

继承允许我们依据另一个类来定义一个类,会把一个类的成员大小都继承下来,所以继承了的派生类大小一定要考虑基类的大小,首先考虑的最大对齐数,派生类的最大对齐数要考虑基类的最大对齐数。

下面以实际代码进行说明:

#include <iostream>using namespace std;class Base{public:    void func() {  //成员函数不占用类的空间大小    }private:    static int m_val1; // 静态成员不占用类的空间    int m_valInt;    char m_valChar;    double m_valDouble;};class Son:public Base{public:    static int func() { //静态成员函数也不占用内存空间        return 0;    }private:    int m_sonValint;};int main () {    cout << "sizeof(Base) = " << sizeof(Base) << endl;     cout << "sizeof(Son)  = " << sizeof(Son) << endl;    system("pause");    return 0;}

代码运行结果为:

C++中结构体和类的关系是什么

 可以明确,静态成员变量和成员函数所占用的空间类的空间,所以Base类的最大对齐数为double类型的大小(8字节),按照顺序存储,

Base类的大小计算应该为:

sizeof(Base)= 4 + 1 + 3(浪费) + 8 = 16字节

Son类继承了Base类,它的最大对齐数也就是8字节,

所以Son类的大小计算应该为:

sizeof(Son)  = 4 + 1 + 3(浪费) + 8 + 8 = 24字节

注意类的也要考虑存储顺序,如果把Base类中的m_valChar放到m_valDouble后面,

Base类的大小计算就变成了:

sizeof(Base)= 4 + 4(浪费)+ 8 + 1 + 7(浪费)= 24字节

Son类的大小就算就变成了:

sizeof(Son)= 4 + 4(浪费)+ 8 + 1 + 3(浪费) +  4= 24字节

由此可以推算出多继承类的大小计算,菱形继承也是一样,都会继承基类的内存,尤其注意虚继承的情况,虚继承只是避免了菱形继承出现的二义性,但不是不继承,

如以下代码:

#include <iostream>using namespace std;class Base{public:    void func() {  //成员函数不占用类的空间大小    }public:    double m_valDouble;};class Son1:virtual public Base{}; //虚继承class Son2:virtual public Base{}; //虚继承class GrandSon:public Son1,public Son2{};int main () {       cout << "sizeof(GrandSon)  = " << sizeof(GrandSon) << endl;    GrandSon gs;    // gs.m_valDouble = 10; //如果不是虚继承就会出现二义性        system("pause");    return 0;}

代码运行结果为:

C++中结构体和类的关系是什么

 上述GrandSon的依旧为16字节,因为它从Son1继承来了一份,又从Son2继承来了一份,所以,虚继承只是避免了访问的二义性,也可见菱形继承会对内存空间造成浪费 。

3、多态类的大小

多态类唯一的区别就是计算类大小要考虑到虚寒表指针的大小,指针的大小和系统相关,32位机器为4字节,64位机器为8字节,指针的大小也要作为最大对齐数的考虑范围。

代码说明如下:

#include <iostream>using namespace std;class Base{public:    virtual void func() = 0; //纯虚函数,会生成虚函数表指针public:    char m_valChar;};class Son: public Base{public:    void func() {};public:    int m_SonvalInt;};int main () {       cout << "sizeof(Base) = " << sizeof(Base) << endl;    cout << "sizeof(Son)  = " << sizeof(Son) << endl;     system("pause");    return 0;}

代码运行结果为:

C++中结构体和类的关系是什么

 Base类的大小为8字节,是因为虚函数表指针占用了4字节,所以Base类的最大对齐数为4字节,虚函数表在构造函数的时候就会生成,所以,虚函数表指针肯定优先存储,

所以Base类大小的计算为:

sizeof(Base) = 4 + 1 + 3(浪费) = 8字节

则Son类的大小计算为:

sizeof(Son)= 4 + 1 + 3(浪费) + 4 = 12字节

以上是“C++中结构体和类的关系是什么”这篇文章的所有内容,感谢各位的阅读!相信大家都有了一定的了解,希望分享的内容对大家有所帮助,如果还想学习更多知识,欢迎关注编程网行业资讯频道!

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