类大小的计算方式详解日常维护方法与实用案例

发布时间：2025-12-16 22:39:40 阅读：90 次

类大小是怎么算出来的

在学习C++这类面向对象语言时，很多人会遇到一个问题：一个类到底占多大内存？看起来只是几个变量拼在一起，但实际大小往往和想象中不一样。比如你定义了一个包含两个int成员的类，直觉上应该是8字节（每个int 4字节），结果用sizeof一测，发现确实是8字节。可一旦加入一个char，再加一个int，结果可能就不是9字节了。

这是因为编译器在布局类成员时，会进行内存对齐，以提高访问效率。不同的数据类型有各自的对齐要求，比如int通常要按4字节对齐，double是8字节。为了满足这个要求，编译器会在成员之间插入填充字节。

举个例子更清楚

看看下面这个类：

class Example {
    char a;
    int b;
    char c;
};

这个类有三个成员：a是1字节，b是4字节，c是1字节。如果按顺序紧挨着放，理论上只需要6字节。但实际上，在大多数平台上，sizeof(Example)会是12字节。为什么？

因为int b需要4字节对齐。第一个char a占第0位，接下来的3个字节（1~3）会被填充，让b从第4位开始。b占4~7位，然后c放在第8位。但类的整体大小也要对齐到最大成员的倍数，也就是4字节对齐。所以最后会补3个字节，凑成12字节。

换个顺序试试

如果把成员重新排列：

class Optimized {
    char a;
    char c;
    int b;
};

这时候总大小就变成了8字节。因为两个char可以连着放，共2字节，后面补2字节填充，让int b对齐到第4位。虽然还是有填充，但比之前少了4个字节。这说明成员顺序会影响类的大小。

空类也不为零

即使一个类什么成员都没有：

class Empty {};

sizeof(Empty)也不是0，而是1。这是因为每个对象必须有唯一的地址，编译器会分配一个字节来保证这一点。当然，如果这个空类作为基类，还可能被“压缩”掉，这就是空基类优化（EBO）。

继承情况下的大小计算

当涉及继承时，子类的大小是父类部分加上自己新增成员的大小。比如：

class Base {
    int x;
};

class Derived : public Base {
    char y;
};

Base占4字节，Derived在此基础上加一个char。但由于对齐，最终大小可能是8字节——父类4字节，子类成员1字节，后面补3字节。