文章目錄

• 1. 空類
• 2. C++標準不允許空類大小為0
• • 2.1 空的基類不會為派生類大小增1

1. 空類

    所謂空類，意味著類中不攜帶任何資料。即該類中沒有非靜態成員函式、虛擬函式、虛基類等。理論上說，一個不攜帶任何資料的空類其所佔用的記憶體空間大小應該是零，因為它不需要儲存屬於任何附加物件的資料。

    實際情況果真如我們猜想的那樣空類的大小為零嗎？讓我們拭目以待。

//test.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
};

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

    類Base是一個名副其實的空類，因為類內部不包含任何的成員和虛擬函式等。g++編譯該test.cpp程式（g++ test.cpp -o test），然後執行，得到的結果是：1。

    對於空類，它有一個虛擬佔位符成員，該成員大小為1位元組，這個佔位符成員保證了每個物件應具有唯一的地址。因此，Base類的不同物件其地址空間是不相同的。如下：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
};

int main
 
()
{
        cout<<"sizeof(Base): "<<sizeof(Base)<<endl;
        Base a, b;
        if(&a == &b)
                cout<<"The address is the same."<<endl;
        else
                cout<<"The address is different."<<endl;
 



        cout<<"&a: "<<&a<<", "<<"&b: "<<&b<<endl;
        return 0;
}

    現定義兩個Base類物件，分別是a和b。然後分別對兩個物件的地址進行判斷，若相等，則列印“The address is the same.”反之，則列印“The address is different.” 編譯執行，得到的列印結果如下：

    可看到，兩個物件所佔用的記憶體地址空間是不一樣的。

    若對於一個空類，其所有物件佔用的記憶體地址空間一樣，會出現什麼問題？如下示例所示，分別定義兩個指向Base類型別的指標變數，然後分別初始化。

Base *p1 = new Base;
Base *p2 = new Base;

delete p1;
delete p2;

    若各物件佔用的記憶體空間相同，那麼這裡delete p1、p2時候，會對同一記憶體空間釋放兩次，這是一個很嚴重的問題。

2. C++標準不允許空類大小為0

    C++標準保證任何類的大小至少為一位元組。並且標準規定，任何物件都不應該與另外一個物件具有相同的記憶體地址。這樣做的理由是：

    （1）保證了new始終會返回指向不同記憶體地址的指標。

    （2）避免被零除。例如，指標算術運算（其中許多有編譯器自動完成）涉及除以sizeof（類名）。如下示例所示，若空類Base大小為0，那麼下面demo將會導致段錯誤。由於C++標準規定空類不為0，所以下面的demo將正常執行，sizeof(b)結果是10。

#define ARRAY_SIZE(arr)   ( sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) )
class Base{
};

Base b[10];
for(auto i = 0; i < ARRAY_SIZE(b); i++){
	do something; 
}

2.1 空的基類不會為派生類大小增1

    對於空類，其大小為1，那我現在宣告一個派生類，繼承於基類。派生類物件的大小是不是等於派生類大小+（空）基類大小（一位元組）呢？其實不然，空基類不會為派生類的大小加一。如下示例：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
};

class SubBase : public Base
{
        char m_c;
};
int main()
{
        cout<<"sizeof(SubBase): "<<sizeof(SubBase)<<endl;
        return 0;
}

    從列印結果可看到，對於之類SubBase的大小仍然為1位元組，這裡的1位元組是子類的成員變數m_c的大小。所以空基類不會為派生類的大小增加一。