C++：结构真的和类一样吗？ [复制]

Question

可能重复：
What are the differences between struct and class in C++

这个问题已经被问过很多次并且得到了很多回答，但我偶尔会遇到一些令人困惑的问题。

总而言之，C++ 结构和类之间的区别在于著名的默认公共访问与私有访问。除此之外，C++ 编译器对待结构的方式与对待类的方式相同。结构可以有构造函数、复制构造函数、虚函数。等等。结构的内存布局与类的内存布局相同。 C++ 有结构的原因是为了向后兼容 C。

现在，由于人们对使用哪个结构或类感到困惑，因此经验法则是，如果您只有普通的旧数据，请使用结构。否则使用一个类。而且我读过结构在序列化方面很好，但不是从哪里来的。

然后前几天看到这篇文章：http://www.codeproject.com/Articles/468882/Introduction-to-a-Cplusplus-low-level-object-model

它说如果我们有（直接引用）：

struct SomeStruct
{ 
    int    field1;
    char   field2;
    double field3;
    bool   field4; 
};  

然后这个：

void SomeFunction()
{
    SomeStruct someStructVariable;
    // usage of someStructVariable
    ... 
}  

还有这个：

void SomeFunction()
{ 
    int    field1;
    char   field2;
    double field3;
    bool   field4;      
    // usage of 4 variables
    ... 
}

都是一样的。

如果我们有一个结构或者只是在函数内写下变量，它表示生成的机器代码是相同的。当然，这仅适用于您的结构是 POD 的情况。

这就是我感到困惑的地方。在 Effective C++ 中，Scott Meyers 说没有空类。

如果我们有：

class EmptyClass { };

它实际上是由编译器布置的，例如：

class EmptyClass
{
    EmptyClass() {}
    ~EmptyClass() {}
    ...
};

所以你不会有一个空的类。

现在如果我们把上面的结构改成一个类：

class SomeClass
{ 
    int  field1;
    char field2 
    double field3;
    bool  field4; 
}; 

是不是意味着：

void SomeFunction()
{
    someClass someClassVariable;
    // usage of someClassVariable
    ... 
}  

还有这个：

void SomeFunction()
{ 
    int  field1;
    char field2 
    double field3;
    bool  field4;      
    // usage of 4 variables
    ... 
}

在机器指令方面是否相同？没有调用 someClass 构造函数？或者分配的内存与实例化类或单独定义变量相同？那么填充呢？结构和类做填充。在这些情况下填充是否相同？

如果有人能对此有所了解，我将不胜感激。

Answer 1

我认为那篇文章的作者弄错了。虽然 probably 这两个函数的 struct 和非成员变量布局版本没有区别，但我不认为这是有保证的。我能想到的唯一可以保证的是，由于它是一个 POD，结构的地址和第一个成员的地址是相同的......并且每个成员在之后的某个时间点都跟随在内存中。

在这两种情况下，由于它是一个 POD（类也可以是，不要犯那个错误），数据将被初始化。

我建议无论如何不要做出这样的假设。如果您编写的代码利用了它，而我无法想象您为什么要这样做，那么大多数其他开发人员都会觉得它莫名其妙。仅在必要时才翻阅法律书籍。否则更喜欢以人们习惯的方式编码。您真正应该记住的唯一重要部分是，POD 对象不会被初始化，除非您明确这样做。

Answer 2

唯一的区别是结构的成员默认是公共的，而类的成员默认是私有的（当我说默认时，我的意思是“除非另有说明”）。看看这段代码：

#include <iostream>
using namespace std;

struct A {
 int x;
 int y;
};

class A obj1;

int main() {
  obj1.x = 0;
  obj1.y = 1;
  cout << obj1.x << " " << obj1.y << endl;
  return 0;
}

代码编译运行良好。

Answer 3

除了默认的保护之外，结构和类之间没有区别（请注意，基类的默认保护类型也不同）。书籍和我自己 20 多年的经验说明了这一点。

关于默认的空 ctor/dector。标准并没有要求这个。尽管如此，一些编译器可能会生成这对空的 ctor/dector。每个合理的优化器都会立即将它们扔掉。如果在某个地方调用了一个什么都不做的函数，你怎么能检测到呢？除了消耗 CPU 周期之外，这还会影响什么？

MSVC 不会生成无用的函数。有理由认为每个优秀的编译器都会这样做。

关于例子

struct SomeStruct
{ 
    int    field1;
    char   field2;
    double field3;
    bool   field4; 
}; 

void SomeFunction()
{ 
    int    field1;
    char   field2;
    double field3;
    bool   field4;      
   ... 
}

填充规则、内存顺序等可能并且很可能会完全不同。优化器可能很容易丢弃未使用的局部变量。优化器从结构中删除数据字段的可能性要小得多（如果可能的话）。为此，应在 cpp 文件中定义结构，应设置某些标志等。

我不确定您是否会在堆栈上找到任何有关填充本地变量的文档。 AFAIK，这是 100% 的编译器来制作这个布局。相反，结构/类的布局被描述，有#pargma和控制它的命令行键等等。

Answer 4

在机器指令方面是否相同？

没有理由不这样做。但是标准没有保证。

没有调用 someClass 构造函数？

是的，有一个对构造函数的调用。但是构造函数不起作用（因为所有成员都是 POD 并且您声明 someClass someClassVariable; 的方式会导致值初始化，这对 POD 成员没有任何作用）。因此，既然没有工作要做，就不需要种植任何指令。

或者说分配的内存和实例化一个类或者单独定义变量一样？

该类可能包含单独声明变量所没有的填充。
此外，我确信编译器会更轻松地优化单个变量。

那么填充呢？

是的，结构（结构/类）中可能存在填充。

结构和类做填充。在这些情况下填充是否相同？

是的。只要确保您将苹果与苹果进行比较（即）

struct SomeStruct
{ 
    int    field1;
    char   field2;
    double field3;
    bool   field4; 
}; 
class SomeStruct
{ 
  public:           /// Make sure you add this line. Now they are identical.
    int    field1;
    char   field2;
    double field3;
    bool   field4; 
};