C++对象是否有固定的大小？

Question

我曾经使用C语言的固定结构体大小。不知道C++对象的大小是否固定。我的意思是对象的大小是否总是可以在编译时预测到？或者在运行时？还是只有使用sizeof操作符才能得知大小？我知道它取决于硬件平台，除此之外还有什么因素影响大小呢？

- Tim

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对象的布局取决于ABI，它是特定于平台的。一个例子是http://refspecs.linuxbase.org/cxxabi-1.83.html。 - Alan Stokes

Answer 1

对象本身的大小可以通过调用sizeof来获取，这在编译时是已知的。但是该对象可能管理其他资源，而无法直接知道该资源占用多少内存。

例如，在gcc 32位中，sizeof(std::vector<T>)为12（3个指针），但它可能管理着数百万个可能很大的T实例。

- David Rodríguez - dribeas

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容器，例如std::string和std::map，都将数据存储在堆上，因此它们的大小是固定的。 - heLomaN

Answer 2

当然，C++对象有固定的大小。如果大小不确定，并且您制作了一个对象数组，编译器如何知道要分配多少空间?

这里适用于结构体的相同规则，每种数据类型的大小总和加上任何填充以对齐，如果使用任何虚拟函数，则需要额外4或8字节的V表指针，具体取决于计算机的架构。

- Lloyd Crawley

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如果这是完全正确的，那么这正是我想要的。还有其他人可以确认吗？ - Tim

这是错误的。new int[x] 是反例。数组是单个对象，即使是像这样的可变长度数组也是如此。“编译器如何知道为这些数组分配多少空间？”不是反驳：没有可变长度数组的数组。 - MSalters

没错。如果使用new int[x]，那么显然需要一个指向堆上动态分配的整数的指针。这个指针的大小将根据架构略有不同。当然，这个分配的数据与实际类或结构体的大小是分开的。所以 class Foo { int someInt; int* someInts; } 如果在32位系统上，int也是4字节大小，那么它总是8字节。如果在构造函数中，你有someints = new int[6400]并且调用了Foo的sizeof()，它仍然是8字节。 - Lloyd Crawley

Answer 3

任何类型都有一个众所周知的大小——点。（动态内存分配不计算在内）

仅使用类型的前向声明进行声明是无效的：

class Unknown;
class Failure {
   Unknown x;
};

使用指针可以使声明有效：

class Unknown;
class Success {
   Unknown *x;
};

实际上，C和C++并没有区别。两者都需要一个已知的大小。

- user2249683

Answer 4

即使使用 C 语言，你仍然需要考虑填充、对齐等问题。尽管如此，在 C++ 中，如果你知道成员变量的大小，则可以通常预测出一个结构体/类的大小。唯一让人有些困惑的情况是当你开始引入虚函数和虚继承时。在这种情况下，编译器需要存储一些额外的记录信息。无论如何，每个对象的大小都在编译时已知，因此 sizeof 运算符是一个编译时特性（这也解释了为什么它可用于模板元程序设计）。

C++ 遵循“不付出你不使用的代价”的原则。如果你只是将类似数据和函数组合到一个类中，那么你的对象与在 C 中使用结构体和全局函数的对象行为相同。如果你需要更高级的功能，则需要按照使用情况进行付费。

- bstamour

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您的意思是每个虚函数使用都会创建一个以上的项，这些项可能具有指针和其他系统/应用程序变量/指针吗？这是否意味着在使用虚函数后，您使用sizeof运算符将看到差异？ 那么在此对象内部的另一个对象呢？ 函数的大小是多少？函数指针的大小是多少？ - Tim

该对象需要存储一个指向函数指针表的指针（称为虚函数表或vtable）。它实际上在结构体中存储这个指针的位置是由具体实现定义的，这可能会影响你对对象布局的任何概念。 - bstamour

Answer 5

是和否！class或struct可以从堆中分配其内部数据的任意大小。管理此类数据的成员将设置固定大小的结构。

- πάντα ῥεῖ