我发现MSVC和GCC编译器每个类实例至少分配一个字节,即使该类是没有成员变量的谓词(或者只是静态成员变量)。以下代码说明了这一点。
#include <iostream>
class A
{
public:
bool operator()(int x) const
{
return x>0;
}
};
class B
{
public:
static int v;
static bool check(int x)
{
return x>0;
}
};
int B::v = 0;
void test()
{
A a;
B b;
std::cout << "sizeof(A)=" << sizeof(A) << "\n"
<< "sizeof(a)=" << sizeof(a) << "\n"
<< "sizeof(B)=" << sizeof(B) << "\n"
<< "sizeof(b)=" << sizeof(b) << "\n";
}
int main()
{
test();
return 0;
}
输出:
sizeof(A)=1
sizeof(a)=1
sizeof(B)=1
sizeof(b)=1
我的问题是为什么编译器需要它?我能提出的唯一原因是确保所有成员var指针不同,以便我们可以通过比较它们的指针来区分A或B类型的两个成员。但是在处理小型容器时,这个成本非常严重。考虑到可能的数据对齐,我们每个类最多可以获得16个字节而不需要vars(?!)。假设我们有一个自定义容器,通常会包含一些int值。然后考虑一系列这样的容器(大约有1000000个成员)。开销将是16 * 1000000!可能发生的典型情况是容器类,其中比较谓词存储在成员变量中。另外,考虑到类实例应该总是占用一些空间,在调用A()(value)时应该期望什么类型的开销?
答案 0 :(得分:74)
必须满足C ++标准中的不变量:相同类型的每个C ++对象都需要具有可识别的唯一地址。
如果对象没有占用空间,则数组中的项目将共享相同的地址。
答案 1 :(得分:26)
基本上,这是两个要求之间的相互作用:
请注意,仅第一个条件不需要非零大小:给定
struct empty {};
struct foo { empty a, b; };
通过使用零大小a
后跟单个填充字节来强制执行不同的地址,然后是零大小的b
,可以轻松满足第一个要求。但是,给定
empty array[2];
不再有效,因为不允许在不同对象empty[0]
和empty[1]
之间填充。
答案 2 :(得分:13)
所有完整对象必须具有唯一的地址;所以他们必须至少占用一个字节的存储空间 - 这是他们地址的字节。
可能发生的典型情况是容器类,其中比较谓词存储在成员变量中。
在这种情况下,您可以使用空基类优化:允许基础子对象具有与其所属的完整对象相同的地址,因此可以占用没有存储空间因此,您可以将谓词作为(可能是私有的)基类而不是成员附加到类。处理比成员更加繁琐,但应该消除开销。
调用A()(value)时应该期望什么类型的开销?
与调用非成员函数相比,唯一的开销是传递额外的this
参数。如果函数是内联的,那么这应该被消除(通常情况下,当调用不能访问任何成员变量的成员函数时)。
答案 3 :(得分:1)
已经有很好的答案可以回答主要问题。我想解决您表达的担忧:
但是在处理小型容器时,这个成本非常严重。考虑到可能的数据对齐,我们每个类最多可以获得16个字节而不需要vars(?!)。假设我们有一个自定义容器,通常会包含一些int值。然后考虑一系列这样的容器(大约有1000000个成员)。开销将是16 * 1000000!可能发生的典型情况是容器类,其中比较谓词存储在成员变量中。
避免持有A
如果容器的所有实例都依赖于类型A
,则无需在容器中保存A
的实例。只需在需要时在堆栈上创建A
实例,即可避免与A
的非零大小相关联的开销。
无法避免持有A
如果预期A
具有多态性,则可能会被迫在容器的每个实例中保持指向A
的指针。对于这样的容器,每个容器的成本上升了指针的大小。基类A
中是否存在任何成员变量对容器的大小没有影响。
sizeof A
在任何一种情况下,空类的大小都应该与容器的存储要求无关。