对象在内存中的样子是什么？

Question

  

可能重复：
  Structure of a C++ Object in Memory Vs a Struct
  memory layout c++ objects

这可能是一个非常愚蠢的问题，但无论如何我都会问。我很好奇对象在内存中的样子。显然，它必须包含其中的所有成员数据。我假设对象的函数不会在内存中重复（或者我错了？）。在内存中拥有999个对象并且反复定义相同的功能似乎很浪费。如果内存中只有1个函数用于所有999个对象，那么每个函数如何知道要修改的成员数据（我特别想知道低级别）。是否有一个对象指针被发送到幕后的函数？也许每个编译器都不同？

另外，static关键字如何影响这个？使用静态成员数据，我认为所有999个对象都将使用完全相同的内存位置作为其静态成员数据。这存储在哪里？静态函数我想它也只是内存中的一个位置，并且不必与实例化对象进行交互，我想这是我理解的。

Answer 1

静态类成员的处理方式几乎与全局变量/函数一样。因为它们不依赖于实例，所以没有什么可以讨论内存布局。

如您所想，每个实例都会复制类成员变量，因为每个实例都可以为每个成员变量拥有自己的唯一值。

类成员函数仅在内存中的代码段中存在一次。在较低级别，它们就像普通的全局函数一样，但它们会收到指向this的指针。使用x86上的Visual Studio，它通过ecx使用thiscall调用约定进行注册。

在讨论虚函数，多态时，内存布局变得更复杂，引入了一个“vtable”，它基本上是一组定义类实例地形的函数指针。

Answer 2

你在这里问过几个问题......

<强>布局

所有非静态成员都在内存中组织，就像结构一样。如果编译器选择放入任何内容，可能会有填充。如果你有一个对象数组，它就像一个结构数组

静态成员

显然是单独存放的。一份。

函数调用

课程幕后有一点魔力。当你调用一个成员函数时，它就像任何其他函数一样，除了它有不同的调用约定。实际上，这会将对象的指针（this）插入参数列表中。

[ edit ：函数本身的代码不会与您的对象一起存储 - 这允许您执行有趣的事情，如delete this并继续执行成员函数，前提是您没有更长时间访问刚删除的对象]。

当你有重载或多态函数时，事情会变得更加神奇。 This article是一个解释，我在大约5秒钟内搜索了一下。我相信还有更多。我从不关心对象调用的内部，但知道它总是很好。

你应该尝试制作一个展示所有这些不同方面的课程，并观察每个案例中产生的装配。在调整一些时间关键代码之前，我已经做过了。

Answer 3

如您所料，数据成员（字段）按顺序排列。这还包括基类的字段。

如果类（或其基类之一）包含任何虚方法，则布局通常以vptr开头，即指向虚拟表（或vtable）的指针，该表是指向与该类相关的函数实现的指针表。请注意，这不是标准定义，但AFAIK所有当前编译器都使用此方法。此外，有了多重继承，它会变得更加毛茸茸，所以我们暂时忽略它。

+-----------+
|  vptr     |  pointer to vtable which is located elsewhere
+-----------+
|  fieldA   |  first member
|  fieldB   |  ...
|  fieldC   |
|  ...      |
+-----------+

字段可以占用更多空间，然后是各自大小的总和，这取决于打包（例如，1字节打包确保没有间隙，但效率低于4或8字节打包的性能）。

成员函数（非静态）接收指向对象的指针，通常通过x86架构上的ecx寄存器。这也没有标准定义。

静态函数类似于全局函数，它们对位于数据段中的静态类字段（对所有类的实例共享）进行操作。

Answer 4

首先要注意的是，在C ++中，术语“对象”包括整数等内容。

接下来的事情是，结构的布局几乎与你期望的一样。一个成员在内存中跟随下一个未定义的填充量。

当一个类继承自另一个类时，该类将以其基类开始，而基类又可以从它自己的基类开始。因此，在单继承的情况下，Derived *和Base *将是相同的值。在base的区域（其成员）之后依次是派生类的成员，它们之间有不确定的填充量。

当一个类继承自多个基础时，事情会变得有点不同。基区按顺序布置在存储器中。 Base1后跟Base2等...之后，派生类的成员依次布局，并且它们之间有不确定的填充量。

如果对象属于POD类，则保证类中的第一个成员位于对象所在的内存中。这意味着Class *和Class-＆gt; firstMember *将是相同的值。我不认为这适用于非POD实体。

对于具有虚函数的多态类，将创建一个名为vtable的附加秘密成员。标准中的任何内容都不能保证这一点，但这几乎是实现它并遵循规则的唯一方法。每个班级都有这个，所以如果你的班级有基础，那么它将拥有它的表格，你将有你的其他功能。

所有成员函数的名称都会被修改，参数会被修改为接受this作为第一个参数。这种情况发生在幕后，因为编译器构建了东西。虚拟功能将由vtable指向。非虚拟化将简单地静态解析并直接使用。

静态成员不是类创建的对象的成员。静态成员只是一个具有不同范围的全局变量。

Answer 5

它将包含其成员变量，如果它是多态的，还将包含一个虚函数表，其中包含指向其虚拟方法实际关联的函数的指针列表。

静态只意味着一份。