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前言 类的实例化类对象模型
如何计算类对象的大小类对象的存储方式猜想猜想一：对象中包含类的各个成员猜想二：代码只保存一份，在对象中保存存放代码的地址猜想三：只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段
类中什么都没有---空类 类中仅有成员函数 类中既有成员变量，又有成员函数总结
前言
上回我们学习了类的定义，初步了解了什么是类？类的定义，以及类的三个访问限定符：public，private，protected，本小节将讲解类的实例化，类对象模型的猜想存储，及三种简单类的计算。
类的实例化
在 C++ 中,类的实例化是指创建一个类的对象。当我们定义了一个类之后,就可以根据这个类创建出多个对象。这个过程就称为类的实例化。
实例化一个类的语法是:
ClassName objectName;
首先，假设我们定义了一个 Person 类:
类的声明:
我们定义了一个 Person 类,包含了两个数据成员 name 和 age，以及一个成员函数 introduce()。在类的声明阶段,并没有为 Person 类分配任何内存空间。
// 类的声明
#include
using namespace std;
class Person
{
public:
std::string name;
int age;
void introduce() ;
};
类的定义:
我们还需要定义 introduce() 函数的具体实现: void Person::introduce()
{
std::cout << "My name is " << name << " and I'm " << age << " years old." << std::endl;
}
在类的定义阶段,同样没有为 Person 类分配任何内存空间。 类的实例化:
现在我们可以创建 Person 类的对象了: int main()
{
Person p1;
p1.name = "Asen";
p1.age = 18;
p1.introduce();
return 0;
}
当我们创建 Person 对象 p1 时,系统会为 p1 分配内存空间,用于存储它的数据成员 name 和 age。此时,我们可以访问和修改 p1 对象的成员变量和成员函数。
通过这个例子,我们可以看到,类的声明和定义只是描述了类的结构，而类的实例化person p1这一步才是真正创建了类的对象并分配了内存空间。每个实例化的对象都有自己独立的内存空间,可以访问和修改自己的数据成员。
类是对对象进行描述的，是一个模型一样的东西，限定了类有哪些成员，定义出一个类并没有分配实际的内存空间来存储它；比如：入学时填写的学生信息表，表格就可以看成是一个类，来描述具体学生信息。 类就像谜语一样，对谜底来进行描述，谜底就是谜语的一个实例。 谜语：“年纪不大，胡子一把，主人来了，就喊妈妈” 谜底：山羊
当然，一个类可以实例化出多个对象，实例化出的对象 占用实际的物理空间，存储类成员变量
int main()
{
Person._age = 100; // 编译失败：error C2059: 语法错误:“.”
return 0;
}
注意：Person类是没有空间的，只有Person类实例化出的对象才有具体的年龄。
类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子，类就像是设计图，只设计出需要什么东西，但是并没有实体的建筑存在，同样类也只是一个设计，实例化出的对象才能实际存储数据，占用物理空间 刚才谈到：类是对对象进行描述的，是一个模型一样的东西，限定了类有哪些成员，定义出一个类并没有分配实际的内存空间来存储它。那我不太信，那我算算看看：
#include
using namespace std;
// 类的声明
class Person
{
public:
std::string name;
int age;
void introduce();
};
//类的函数定义
void Person::introduce()
{
std::cout << "My name is " << name << " and I'm " << age << " years old." << std::endl;
}
int main()
{
cout << sizeof(Person) << endl;
return 0;
}
利用sizeof(person)我们可以看到，即使你没有直接实例化一个 Person 对象,但是 sizeof(Person) 仍然算出一个32字节的值，这是为啥？
这是因为:
类的内存布局: 当你定义一个类时,编译器会为这个类分配一定的内存空间,用于存储类的数据成员。 即使你没有创建任何对象,编译器也需要知道这个类的内存布局,以便在需要创建对象时正确地分配内存。编译时内存分配: 在编译时,编译器会计算出类的总大小,包括所有数据成员的大小。这个总大小就是 sizeof(Person) 的结果。
类对象模型
如何计算类对象的大小
不同以往的C语言结构体，问题是C++类中既可以有成员变量，又可以有成员函数，那么一个类的对象中包含了什么？如何计算一个类的大小？ 让我们来看一个生动容易简单的例子：
class calculate_one
{
public:
void Init(char c1, char c2, int i)
{
_c1 = c1;
_c2 = c2;
_i = i;
}
void Print()
{
cout << _c1 << "-" << _c2 << "-" << _i << endl;
}
char _c1;
char _c2;
int _i;
};
int main()
{
cout << sizeof(calculate_one) << endl;
}
这个类的大小是多少个字节呢？ 首先我们想想结构体内存对齐规则：
结构体的第一个成员对齐到和结构体起始位置偏移量为0的地址处。其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。 对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员变量大小的较小值。
VS 中默认的值为 8linux 中gcc没有默认对齐数，对齐数就是成员自身的大小
结构体总大小为最大对齐数（结构体中的每一个成员都有一个对齐数，所有对齐数中的）的整数>倍。如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体成员对齐到自己的成员中最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体中成员的对齐数）的整数倍。
当我们去掉两个函数，计算出字节大小是8，这里不太理解结构体的计算，可以点击这里查找： 【C语言】自定义类型：结构体深入解析（二）结构体内存对齐&&宏offsetof计算偏移量&&结构体传参 当不去掉函数，发现，结果依然不改变。这里就涉及到了类各个成员的存储结构关系：
class calculate
{
public:
void Init(char c1, char c2, int i)
{
_c1 = c1;
_c2 = c2;
_i = i;
}
void Print()
{
cout << _c1 << "-" << _c2 << "-" << _i << endl;
}
char _c1;
char _c2;
int _i;
};
int main()
{
char a = 'A';
char b = 'B';
calculate cule1;
cule1._i;
calculate cule2;
cule2._i;
cule1.Init(a, b, 1)
cule2.Init(a, b, 2);
cout << sizeof(calculate) << endl;
}
当我们实例化两个对象时，编译器此时就会分配所需空间给两个对象
calculate cule1;
cule1._i;
calculate cule2;
cule2._i;
当我们再去，调用这两个对象里的函数时，会怎样？它怎么存储，看看汇编：
cule1.Init(a, b, 1)
cule2.Init(a, b, 2);
我们在我的C++奇迹之旅相遇：支持函数重载的原理也是提到call(函数的地址)，call里的括号里的地址就是函数的地址。 可以看出函数的地址是一样的，难道他们都在同一个地方存储函数，或者说在一个固定的公共区存储函数定义，需要时通过地址来查找，因此类对象的存储方式到底是什么样的？
类对象的存储方式猜想
猜想一：对象中包含类的各个成员
缺陷：每个对象中成员变量是不同的，但是调用同一份函数，如果按照此种方式存储，当一个类创建多个对象时，每个对象中都会保存一份代码，相同代码保存多次，浪费空间。那么如何解决呢？
猜想二：代码只保存一份，在对象中保存存放代码的地址
节省内存空间，因为成员函数代码只保存一份,不需要为每个对象都保存一份函数代码，提高执行效率。因为只需要加载一份函数代码,不需要重复加载。支持多态，因为不同的对象可以有不同的函数指针,指向不同的函数实现,从而实现多态。
猜想三：只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段
类的成员函数代码只保存一份,存放在程序的公共代码段中。每个类对象中只保存成员变量的实际数据。对象中不保存任何指向成员函数的指针。 当通过对象调用成员函数时,编译器会根据成员函数的名称和类型,找到对应的函数代码地址,并传入对象自身的this指针,来完成函数的调用
总结：由于每个成员或者对象的函数地址都是一样的，因此猜想三更合理：只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段
我们再通过对下面的不同对象分别获取大小来分析看下
类中什么都没有—空类
class A3
{};
声明一个空的类 A3，编译器仍然需要为该类的实例分配内存空间。即使这个类没有任何成员变量或成员函数，每个对象也需要在内存中占据至少一个字节的空间。这是因为在C++中，每个对象都必须具有唯一的内存地址，以便程序能够准确地引用它们。
这个额外的字节通常被称为“空对象占位符”或“填充字节”，它确保每个对象都有独特的地址。这个字节不会存储任何数据，但是确保了对象在内存中的唯一性，使得程序能够正确地对其进行操作。
这种行为在C++标准中没有明确规定，而是由具体的编译器实现来决定。通常情况下，编译器会为了内存对齐的需要而分配这个额外的字节，以确保对象在内存中的布局符合特定的对齐要求。
所以，即使类 A3 是空的，它的大小也会被编译器分配为至少1字节，以确保每个对象都具有唯一的内存地址。
类中仅有成员函数
class A2
{
public:
void f2() {}
};
即使类中仅有成员函数而没有任何成员变量，C++编译器仍然会为该类的实例分配至少一个字节的内存空间。这是因为每个对象都必须具有唯一的内存地址，以便程序能够准确地引用它们。
类中既有成员变量，又有成员函数
class A1
{
public:
void f1() {}
private:
int _a;
};
在这个示例中，类 A1 中有一个私有成员变量 _a 和一个公有成员函数 f1()。根据C++的规则，成员函数不会影响类的大小，因为它们不会被存储在每个对象中。所以，f1() 不会影响 sizeof(A1) 的值。
然而，类 A1 中包含一个 int 类型的私有成员变量 _a。在32位系统上，int 类型通常占用4个字节的内存空间。因此sizeof(A1) 的大小是4个字节，这个大小正是 _a 的大小。
总结
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