C++，java中空类的大小是多少？答案

【问题标题】：what is the size of empty class in C++,java?C++，java中空类的大小是多少？
【发布时间】：2011-01-25 04:14:39
【问题描述】：

C++ 和 Java 中空类的大小是多少？为什么不是零？ sizeof(); 在 C++ 的情况下返回 1。

【问题讨论】：

标签： java c++ empty-class

【解决方案1】：

C++ 简答题：

C++ 标准明确规定类的大小不能为零。

C++ 长答案：

因为每个对象都需要有一个唯一的地址（也在标准中定义），所以您不能真正拥有零大小的对象。
想象一个零大小的对象数组。因为它们的大小为零，所以它们都将排列在相同的地址位置。所以说对象的大小不能为零更容易。

注意：

即使对象的大小不为零，但如果它实际上占用了零空间，则不需要增加派生类的大小：

例子：

#include <iostream>

class A {};
class B {};
class C: public A, B {};

int main()
{
     std::cout << sizeof(A) << "\n";
     std::cout << sizeof(B) << "\n";
     std::cout << sizeof(C) << "\n";  // Result is not 3 as intuitively expected.
}

g++ ty.cpp
./a.out
1
1
1

【讨论】：

【解决方案2】：

在 Java 案例中：

在Java 中没有简单方法可以找出一个对象占用了多少内存；即没有sizeof 运算符。
有几种方法（例如使用 Instrumentation 或 3rd 方库）会给您一个数字，但含义很微妙¹；见In Java, what is the best way to determine the size of an object?
对象的大小（空或非空）是特定于平台的。

“空类”（即java.lang.Object）的实例的大小不为零，因为该实例具有与之关联的隐式状态。例如，需要状态：

以便对象可以用作原始锁，
表示其身份哈希码，
指示对象是否已完成，
引用对象的运行时类，
保存对象的 GC 标记位，
等等。

当前的 Hotspot JVM 使用巧妙的技巧来表示占用两个 32 位字的对象标头中的状态。（这在某些情况下会扩展；例如，当实际使用原始锁时，或在调用 identityHashCode() 之后。）

^{1 - 例如，new String("hello") 创建的字符串对象的大小是否包括保存字符的后备数组的大小？从 JVM 的角度来看，该数组是一个单独的对象！}

【讨论】：

【解决方案3】：

因为每个 C++ 对象都需要有一个单独的地址，所以不可能有一个大小为零的类（除了一些与基类相关的特殊情况）。 C++: What is the size of an object of an empty class? 有更多信息。

【讨论】：

【解决方案4】：

因为一个对象必须在内存中有一个地址，而在内存中有一个地址，它必须占用“一些”内存。因此，在 C++ 中，它通常是可能的最小数量，即 1 个字符（但这可能取决于编译器）。在 Java 中，我不太确定.. 它可能有一些默认数据（不仅仅是 C++ 中的占位符），但如果它比 C++ 中的多得多，那就令人惊讶了。

【讨论】：

【解决方案5】：

C++ 要求其正常实例化的大小至少为 1（可能更大，尽管我不知道有哪个编译器可以做到这一点）。然而，它允许“空基类优化”，因此即使该类的最小大小为 1，但当它用作基类时，它确实不必添加任何大小到派生类。

我猜Java 可能做的差不多。 C++ 要求大小至少为 1 的原因是它要求每个对象都是唯一的。例如，考虑一个大小为零的对象数组。所有的对象都在同一个地址，所以你真的只有一个对象。让它为零听起来像是问题的根源......

【讨论】：

我确信（可以推测）在某些时候我们会让它们具有更大的尺寸以帮助对齐或类似的东西。
@Martin：对齐仅在您要访问内存时才重要——但对于（概念上）零大小的对象，没有什么可访问的。我能想到它发生的唯一原因是一个实现（例如，Windows CE），其中 everything 的大小至少为 2 并且避免这种情况下的异常更方便（但这不是一个符合标准的实现，所以就标准 C++ 而言，它有点无关紧要）。
几年前我第一次开始学习C++时，是用旧版的Borland C++编译器，我确实验证了一个空类的大小，它是4字节。从那以后，我一直认为它是 4 字节（或者平台的本机大小），但我不明白为什么它不能只是 1（因为它从未使用过）。我想人们每天都会在 C++ 中学到一些东西。
标准要求非零大小，但没有规定大小。我可以想象，在需要指针保持某些特定对齐的平台中，该对齐将是空对象的大小，以便能够保持指向元素的唯一指针。在当前的英特尔架构中，这不是问题（您可以拥有指向内存中任何地址的指针），并且由于不会真正访问内存，因此出于性能原因，编译器不需要应用对齐。跨度>
@dribeas：好点——既然你提到了它，在 68000 上，即使尝试将奇数地址加载到地址寄存器中也会导致异常，所以我可以看到它在哪里有意义让它为空类使用 2 的大小。早期的 RISC 类似，但大多数需要 4 的倍数...

【解决方案6】：

它被 C++ 标准定义为“非零值”，因为分配的对象必须具有非零大小才能具有不同的地址。但是，从空类继承的类不需要增加大小，除非涉及到虚函数，通常会增加 vtable。

【讨论】：

【解决方案7】：

不知道java中是否有sizeof()操作符。您可以做的是创建一个空类的实例（使其可序列化），通过 PipedOutputStream 发送它并将其作为字节数组读取 - byteArray.length 为您提供大小。

或者，使用 DataOutputStream 将实例写入文件，关闭文件，打开它，file.length() 将为您提供对象的大小。希望这会有所帮助，-M.S.

【讨论】：

【解决方案8】：

正如其他人所指出的，C++ 对象的大小不能为零。只有当它们充当不同类的子类时，类才能具有零大小。查看@Martin York 的answer 以获取示例描述——同时查看并投票选出在这方面正确的其他答案。

在 Java 中，在hotspot VM 中，每个对象有 2 个机器字（通常每个字 32 个拱形中的 4 个字节）的内存开销来保存簿记信息和运行时类型信息。对于数组，需要第三个字来保存大小。其他实现可以占用不同的内存量（经典的 Java VM，根据相同的引用，每个对象占用 3 个单词）

【讨论】：