題目：分別給出下面的類(lèi)型Fruit和Apple的類(lèi)型大小（即對(duì)象size），并通過(guò)畫(huà)出二者對(duì)象模型圖以及你的測(cè)試來(lái)解釋該size的構(gòu)成原因瘦赫。
class Fruit{test
int no;
double weight;
char key;
public:
void print() { }
virtual void process(){ }
};
class Apple: public Fruit{
int size;
char type;
public:
void save() { }
virtual void process(){ }
};
注意到：
析構(gòu)函數(shù)設(shè)置為虛函數(shù)并不影響sizeof結(jié)果箕般，只是在vtbl里面多增加一項(xiàng)。
觀察這道題目主要有兩點(diǎn)需要考慮顽分。第一徐许，當(dāng)類(lèi)里面存在虛函數(shù)時(shí)，這個(gè)類(lèi)所占的內(nèi)存就會(huì)比沒(méi)有虛函數(shù)時(shí)候大一點(diǎn)卒蘸，多出來(lái)的原因是在類(lèi)的成員變量前面會(huì)多出一個(gè)指針（vptr）雌隅，它指向虛指針表（vtbl）翻默，虛指針表里面的每一個(gè)指針再指向?qū)?yīng)的虛函數(shù)。從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)綁定恰起；第二修械，在C語(yǔ)言介紹struct時(shí)，就說(shuō)過(guò)一點(diǎn)检盼，大多數(shù)計(jì)算機(jī)肯污，數(shù)據(jù)項(xiàng)要求從某個(gè)數(shù)量字節(jié)的倍數(shù)開(kāi)始存放，如short從偶數(shù)地址開(kāi)始吨枉，int則被對(duì)齊在4字節(jié)邊界蹦渣。為了滿(mǎn)足內(nèi)存對(duì)齊，在比較小的成員后面會(huì)加入補(bǔ)位貌亭。在用不同的操作系統(tǒng)和編譯器時(shí)也發(fā)現(xiàn)了柬唯，sizeof的結(jié)果有所不同，所以這道題目并沒(méi)有正確的答案圃庭，本次實(shí)驗(yàn)是在macOS Sierra Version 10.12.5 64-bit操作系統(tǒng)下锄奢，用Apple LLVM version 8.1.0 (clang-802.0.38)變異的，GCC的版本是4.2.1冤议。
- 對(duì)象模型圖：
在這篇博客中借用一下這張圖斟薇。
[Boolan] C++第四周 homework 虛函數(shù)表與內(nèi)存對(duì)齊
大概就是這個(gè)意思，虛函數(shù)表的指針（vptr）在內(nèi)存中會(huì)出現(xiàn)在其他所有成員之前恕酸，C++語(yǔ)言規(guī)范明確定義了內(nèi)存上的成員變量的順序和代碼定義時(shí)的順序是一致的（為了保證與C語(yǔ)言兼容）堪滨。正因?yàn)榇嬖谶@樣的順序，所以在初始化子類(lèi)的時(shí)候蕊温，會(huì)先初始化父類(lèi)的成員變量袱箱，再初始化子類(lèi)的。對(duì)象切割（Object Slicing）也可以順利進(jìn)行义矛。
vptr的位置在規(guī)范中沒(méi)有確定发笔。當(dāng)然我們可以去測(cè)試一下看看vptr到底在什么位置。測(cè)試代碼如下：
Fruit f1, f2;
Apple a1;
int* pf1 = (int*) &f1;
int* pf2 = (int*) &f2;
int* hpf1 = (int*) *pf1;
int* hpf2 = (int*) *pf2;
cout << *pf1 << endl << *(pf1 + 1) << endl;
cout << *pf2 << endl << *(pf2 + 1) << endl;
cout << hpf1 << endl;
int* pa1 = (int*) &a1;
int* hpa1 = (int*) *pa1;
cout << hpa1 << endl;
return 0;
某一次出來(lái)的結(jié)果是：
94818464
1
94818464
1
0x5a6d0a0
0x5a6d0c8
- Sizeof和解析
在之前聲明的環(huán)境下凉翻，編譯得到的結(jié)果如下：
sizeof(Fruit) = 32
sizeof(Apple) = 40
size of Fruit.no (int): 4
size of Fruit.weight(double):8
size of Fruit.key(char): 1
size of Apple.size (int): 4
size of Apple.tpye(char):1
Fruit = 5791d410
Fruit.no = 5791d418
Fruit.weight = 5791d420
Fruit.key = 5791d428
Apple = 5791d3e8
Apple.no = 5791d3f0
Apple.weight = 5791d3f8
Apple.key = 5791d400
Apple.size = 5791d404
Apple.type = 5791d408
對(duì)應(yīng)的內(nèi)存圖粗粗弄了一下了讨，應(yīng)該是這樣：
Apple是Fruit的子類(lèi)，此為兩級(jí)的單鏈繼承結(jié)構(gòu)制轰。在Apple和Fruit對(duì)象內(nèi)部前计，均遵循以下原則：
- 對(duì)象中的第一個(gè)成員是指向虛表的虛指針；
- 對(duì)象是按照聲明中的順序被保存的垃杖；
對(duì)于編譯器而言男杈，其遵循以下的原則：
- 按聲明中出現(xiàn)的順序進(jìn)行內(nèi)存分配
- 要求數(shù)據(jù)成員的起始地址也必須是內(nèi)部最大基本數(shù)據(jù)類(lèi)型的整數(shù)倍，也就是說(shuō)调俘，在虛指針和數(shù)據(jù)成員之間必須存在4個(gè)占位字節(jié)
- 如果類(lèi)中存在虛函數(shù)伶棒，在對(duì)象的起始處會(huì)有虛指針旺垒。
- 在所有變量的內(nèi)存分配結(jié)束后，對(duì)象要填補(bǔ)成內(nèi)存中的最大的基本類(lèi)型變量的倍數(shù)肤无。例如先蒋，如果一個(gè)類(lèi)中最大的基本類(lèi)型是double，那么它最后需要填補(bǔ)成8的整數(shù)倍舅锄。
還有三個(gè)特點(diǎn)在Fruit和Apple的關(guān)系中沒(méi)有涉及到鞭达，他們是：
- 多重繼承的情況下，在每個(gè)基類(lèi)的前邊上會(huì)有不同的vptr皇忿；
- 如果在派生類(lèi)中存在新的虛函數(shù)畴蹭，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)兼容基類(lèi)的虛表，而不會(huì)添加新的表鳍烁；
- 組合關(guān)系時(shí)叨襟，內(nèi)部類(lèi)的起始地址應(yīng)從內(nèi)部類(lèi)的最大的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型的整數(shù)倍處開(kāi)始。
綜合前4個(gè)特點(diǎn)幔荒，可以計(jì)算得到Fruit的大小是((4+4)+(4+4)+8+(1+7))=32Bytes;而Apple的大小是(32+4+(1+4))=40Bytes糊闽。
