Warum belegt eine leere Klasse in C 1 Byte Speicher?

Größe eines leeren Klassenobjekts in C

Diese Untersuchung befasst sich mit der faszinierenden Frage nach der Größe eines Objekts einer leeren Klasse. Im Gegensatz zu den meisten Objekten, die die spezifischen Daten, die sie enthalten, beschreiben, fehlen einer leeren Klasse jegliche Mitgliedsvariablen. Dies wirft die Frage auf, ob ein solches Objekt überhaupt eine Erinnerung beanspruchen kann oder ob es möglicherweise in einem ätherischeren Zustand existiert.

Betrachten Sie das folgende einfache Programm:

#include <iostream>
using namespace std;

class Empty {};

int main()
{
    Empty e;
    cerr << sizeof(e) << endl;
    return 0;
}

Wann Wenn dieses Programm ausgeführt wird, liefert es eine überraschende Ausgabe: 1 Byte. Dieses Ergebnis tritt bei verschiedenen Compilern und Architekturen auf und deutet auf eine grundlegende Eigenschaft leerer Klassenobjekte hin.

Warum nicht Null?

Es stellt sich die Frage, warum eine leere Klasse Das Objekt hätte nicht die Größe Null. Intuitiv könnte es so aussehen, als ob ein leeres Objekt keinen Platz einnehmen sollte. Diese Annahme übersieht jedoch die entscheidende Notwendigkeit eindeutiger Objektidentitäten.

In C besitzt jedes Objekt eine eindeutige Speicheradresse. Diese Adresse ist für die Referenzierung und Manipulation des Objekts unerlässlich. Selbst wenn ein Objekt keine Daten enthält, stellt seine eindeutige Adresse sicher, dass es von anderen Objekten im Programm unterschieden werden kann.

Warum nicht die Wortgröße der Maschine?

Andere Es könnte erwartet werden, dass ein leeres Klassenobjekt die Größe des nativen Maschinenworts (normalerweise 4 Bytes) einnimmt. Dies ist jedoch aus mehreren Gründen nicht der Fall.

• Ausrichtungsbeschränkungen: Objekte in C müssen für eine optimale Leistung häufig an bestimmten Datengrenzen ausgerichtet werden. Ein leeres Objekt mit seiner vernachlässigbaren Nutzlast erfordert keine solche Ausrichtung. Es kann daher weniger Platz einnehmen, ohne Ausrichtungsbeschränkungen zu verletzen.
• Compiler-Optimierung: Compiler können leere Klassenobjekte optimieren, indem sie sie in einem speziellen Speicherbereich reservieren, der für kleine Objekte reserviert ist. Dieser Bereich ermöglicht in der Regel eine kompaktere Zuordnung und reduziert den Aufwand für die Erstellung und Verwaltung selbst der kleinsten Objekte.

Auswirkungen

Die Größe ungleich Null von Ein leeres Klassenobjekt hat mehrere Auswirkungen:

• Speichererhaltung:Während der Größe Da ein leeres Objekt klein ist, verbraucht es dennoch etwas Speicher. Diese Überlegung wird in Szenarien relevant, in denen eine erhebliche Anzahl leerer Klassenobjekte instanziiert wird.
• Objektidentifizierbarkeit: Die eindeutige Speicheradresse eines leeren Objekts garantiert, dass es von anderen Objekten unterschieden werden kann. Ermöglicht eine zuverlässige Objektmanipulation und -referenzierung.

Fazit

Zusammenfassend belegt ein Objekt einer leeren Klasse in C 1 Byte im Speicher. Diese Größe ungleich Null stellt die Eindeutigkeit von Objektidentitäten sicher, beseitigt Ausrichtungsbeschränkungen und bietet gleichzeitig den Vorteil einer kompakten Speicherzuweisung. Das Verständnis dieses Verhaltens ist entscheidend beim Entwerfen und Implementieren von C-Programmen, die die Verwendung leerer Klassen beinhalten.

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