查看原文
其他

为什么空类大小是 1

CPP开发者 2022-07-01

The following article is from 程序喵大人 Author 程序喵大人

我们可能都知道,C++中空类的大小是1。

#include <iostream>

class EmptyA {};

int main() {   
    std::cout << "sizeof EmptyA " << sizeof(EmptyA) << std::endl;   
    return 0;
};

结果如下:

sizeof EmptyA 1

然而在C语言中空结构体的大小是0,空结构体大小是0我们貌似可以理解,但为什么到C++中,空类的大小却是1呢?

原因如下:

实际上,这是类结构体实例化的原因,空的类或结构体同样可以被实例化,如果定义对空的类或者结构体取sizeof()的值为0,那么该空的类或结构体实例化出很多实例时,在内存地址上就不能区分该类实例化出的实例,所以,为了实现每个实例在内存中都有一个独一无二的地址,编译器往往会给一个空类隐含的加一个字节,这样空类在实例化后在内存得到了独一无二的地址,所以空类所占的内存大小是1个字节。

实际上,这不是本文的重点,重点其实是想向大家分享一下C++中的空基类优化(EBO)技术。

直接看代码:

#include <iostream>

class EmptyA {};

class A {   
    int a;
};

class B : public EmptyA {   
    int b;
};

class D : public A {   
    int d;
};

class C {   
    int c;  
    EmptyA d;
};

int main() {  
    std::cout << "sizeof EmptyA " << sizeof(EmptyA) << std::endl;    
    std::cout << "sizeof B " << sizeof(B) << std::endl;  
    std::cout << "sizeof C " << sizeof(C) << std::endl;   
    std::cout << "sizeof A " << sizeof(A) << std::endl;    
    std::cout << "sizeof D " << sizeof(D) << std::endl;   
    return 0;
};

结果如下:

sizeof EmptyA 1
sizeof B 4
sizeof C 8
sizeof A 4
sizeof D 8

这里:

  • 空类EmptyA的大小是1,上面已经介绍过。
  • 类C的大小是8,因为int占四个字节,EmptyA占1个字节,再加上字节对齐,编译器补了4个字节,最后就是8。
  • 类A的大小是4,没啥毛病。
  • 类D的大小是8,因为int占4个字节,继承的A类也占4个字节,最后就是8。

可以看到,类B的大小是4。

为什么同样是继承。类D把类A的大小继承了下来。而类B的大小却是4,为什么没有把EmptyA的大小继承下来呢?

这就是本文想分享的空基类优化(EBO)技术。具体其实上面的示例已经很清楚了,就是子类如果继承空类,并不会产生额外的大小,它的大小还是子类本身的大小。

EBO技术有什么作用?

我们普通开发者可能认为多那一两个字节没什么大不了的,但是在STL中,在精益求精、寸土必争的委员会大佬们那里,这至关重要,再贴下EBO在STL中的作用。

template<typename _Tp, _Tp __v>
struct integral_constant {   
    static constexpr _Tp                  value = __v;  
    typedef _Tp                           value_type;   
    typedef integral_constant<_Tp, __v>   type;
};

typedef integral_constant<bool, true>     true_type;

typedef integral_constant<bool, false>    false_type;

template<>
struct __is_floating_point_helper<float>
: public true_type { };

template<>
struct __is_floating_point_helper<double>
: public true_type { };

STL中各种空类继承,如果继承空类会给子类产生额外的大小,那还了得?

我们可能平时用不到EBO技术,但还是建议了解,说不上哪天可以和面试官装一波呢。

打完收工。

- EOF -

推荐阅读  点击标题可跳转

1、深入理解高并发服务器性能优化

2、为什么腾讯/阿里不去开发被卡脖子的工业软件?

3、Linux文件系统十问


关注『CPP开发者』

看精选C++技术文章 . 加C++开发者专属圈子

点赞和在看就是最大的支持❤️

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存