空类的大小

空类就是没有任何数据成员的类,这种类占用的内存大小在不同的语言里面有不同的实现

c

struct A {};

printf("sizeof(A): %lu\n", sizeof(struct A));
// sizeof(A): 0

这个结果输出是0,也就是说 c 语言中的空类大小为 0

struct A a1;
struct A a2;
printf("address(a1): %p\n", &a1);
printf("address(a2): %p\n", &a2);
printf("&a1 == &a2: %d\n", &a1 == &a2);
// address(a1): 0x7ffdead15ff0
// address(a2): 0x7ffdead15ff0
// &a1 == &a2: 0

在 gcc 中,两个空类拥有相同的地址,但是比较的结果却是不同的……这个我也不知道咋解释……

c++

class A {};

std::cout << "sizeof(A): " << sizeof(A) << std::endl;
// sizeof(A): 1

c++ 的空类大小为1,因为 c++ 中规定不同的对象必须拥有不同的地址,如果为0会导致两个空类的地址一样

class B {
    A a1;
    A a2;
};

std::cout << "sizeof(B): " << sizeof(B) << std::endl;
// sizeof(B): 2

空类作为成员,按照大小为 1 来处理

class C : public A {};

std::cout << "sizeof(C): " << sizeof(C) << std::endl;
// sizeof(C): 1

class D : public A {
    int i;
};

std::cout << "sizeof(D): " << sizeof(D) << std::endl;
// sizeof(D): 4

基类为空类不占空间,这个就是空白基类优化 EBO (empty base optimization)

golang

type A struct{}

fmt.Println("sizeof(A):", unsafe.Sizeof(A{}))
// sizeof(A): 0

golang 中空类的大小为 0

a1 := A{}
a2 := A{}
fmt.Printf("a1 == a2: %v\n", &a1 == &a2)
// a1 == a2: false

两个空类对象在栈上拥有不同的地址

a3 := A{}
a4 := A{}
fmt.Printf("address(a3): %p\n", &a3) // a3 逃逸到堆区
fmt.Printf("address(a4): %p\n", &a4) // a4 逃逸到堆区
fmt.Printf("a3 == a4: %v\n", &a3 == &a4)
// address(a3): 0x1190fd0
// address(a4): 0x1190fd0
// a3 == a4: true

调用 printf,a3、a4 逃逸到了堆区,在堆区拥有相同的地址

这个地方确实很怪,仅仅因为调用了一次 printf,导致 &a1 == &a2 的判断出现了不同的结果

总结

个人感觉 c++ 的设计不是很好,首先空类也占用一个字节的空间就是一件让人困惑的事情,所以不得不花很多篇幅去解释这个问题,还要去解决由这个问题引发的空类组合和继承的问题;另外对于空类是不是一定要有不同的地址来去区分不同的对象,这个场景在实际的生产中基本没有碰到过,就算是真的有这样的场景,也可以让用户自己增加成员变量去实现;最重要的,这样的设计会带来 不必要 的内存和性能的开销,而这种开销还 不可避免

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