C++对象模型(1)

当我们需要招一个C++工程师的时候，我一般会简单问一下 C++ 的基本概念。比如：static 的作用，const 的作用等。这些基本概念回答完后，我会问几个关于对象模型的问题来评定级别。

有几次突发奇想的问了一下sizeof 的几个问题。

class A
{};
sizeof(A)=?

　　这个问题只要了解过的人都知道等于1，如果回答0，那你可能就是一个C++入门不久的人，后续也就不会再问更深入的问题了。

由这个问题会引出别的问题，比如成员函数占用多少空间，成员变量会占用多少空间，虚函数引入之后会占用多少空间。虚拟继承，定义类时的优化等等问题。这些问题会在后续的一系列文章里介绍。

先来个入门的，成员函数和成员变量占用空间的问题。

如果在上面这个类中加入一个成员函数，sizeof 的结果还是1，这说明成员函数不会引入额外的空间占用。

如果在上面这个类中加入一个成员变量，sizeof 的结果会随着变量类型不同而不同。

如果在上面这个类中加入多个成员变量，sizeof 的结果可能会因为顺序的不同而不同。

首先来看，为什么没有任何成员变量时，sizeof 的结果是1而不是0.

1. 编译器没有在编译的时候提出质疑这中空类不允许存在
2. 在调用 new 方法的时候，编译器要做两件事，分配内存和调用构造函数(编译器会根据自己的需要，为这个类生成必要的构造函数,这个会在后续的系列中介绍)

这时候问题来了，需要分配多少内存空间呢？如果是0的话，那么是不是应该分配大小为0 的空间呢？这让编译器太为难了吧。怎么能分配空间为0，然后还能保证对象的唯一性呢？(独一无二的地址) 那还是默认给它1，这样我还能正常的工作下去，多了也浪费。这就是为什么需要给空类默认1的空间了。

为什么成员函数不会占用内存空间呢？(非虚函数)

1. 其实成员函数会占用内存空间的。
2. 多个对象使用的成员函数是一样的(非虚函数，所以执行的代码是一样的)
3. 系统为成员函数分配内存，但是所有对象是共享的。
4. 编译器在编译到调用成员函数的地方，会为成员函数自动加上 this 指针，这样相当于每个对象实例调用成员函数时会有不同的参数

系统只需要为这种非虚函数保留一份内存，而不需要为每个对象实例都分配一块儿内存来浪费空间。

因为各类型所需要的空间不一样，所以成员变量的类型会导致占用空间不同。

为什么有多个成员变量时，顺序可能会影响类的大小呢？

想看一个例子

class A1
{
   char c1;
   int i;
   char c2;
};

class A2
{
    char c1;
    char c2;
    int i;
};

class A3
{
    int i;
    char c1;
    char c2;
};

　　这上边的三个不同的类，其成员变量是一样的，我们看看结果怎样：

sizeof(A1) = 12; sizeof(A2) = sizeof(A3) = 8.

为什么不是6呢？第一个类的大小为什么是12呢？第二个和第三个为什么都是8呢？

1. char 的大小为1
2. 默认按照4位对齐，不足4位，补0对齐
3. int 在32位下是4