为什么C中的空类占用1字节内存？

在 C 中调整空类对象的大小

这项研究深入研究了空类对象大小的有趣问题。与大多数描述它们所保存的特定数据的对象不同，空类缺少任何成员变量。这就提出了这样一个问题：这样的对象是否可以真正占据任何内存，或者它是否可能以更虚幻的状态存在。

考虑以下简单的程序：

#include <iostream>
using namespace std;

class Empty {};

int main()
{
    Empty e;
    cerr <p>当执行后，该程序会产生令人惊讶的输出：1 个字节。这个结果在不同的编译器和体系结构中都会遇到，这表明空类对象的基本属性。</p>
<p><strong>为什么不是零？</strong></p>
<p>问题是为什么是空类对象的大小不会为零。直观上，空物体似乎不应该占据任何空间。然而，这种假设忽略了对唯一对象标识的关键需求。</p>
<p>在 C 中，每个对象都拥有唯一的内存地址。该地址对于引用和操作对象至关重要。即使一个对象不包含任何数据，其独特的地址也确保它可以与程序中的其他对象区分开来。</p>
<p><strong>为什么不是机器字大小？</strong></p>
<p>另一个预期可能是空类对象将占用本机机器字的大小（通常为 4 个字节）。然而，由于多种原因，情况并非如此。</p>
<ul>
<li>
<strong>对齐限制：</strong>C 中的对象通常必须与特定数据边界对齐以获得最佳性能。空对象的有效负载可以忽略不计，不需要这样的对齐。因此，它可以占用更小的空间，而不违反任何对齐约束。</li>
<li>
<strong>编译器优化：</strong>编译器可以通过将空类对象分配在为小对象保留的特殊内存区域中来优化它们。该区域通常允许更紧凑的分配，从而减少创建和管理最小对象的开销。</li>
</ul>
<p><strong>含义</strong></p>
<p>的非零大小空类对象有几个含义：</p>
<ul>
<li>
<strong>内存守恒：</strong>虽然空对象的大小很小，但它仍然会消耗一些内存。这种考虑在实例化大量空类对象的场景中变得相关。</li>
<li>
<strong>对象可识别性：</strong>空对象的唯一内存地址保证它可以与其他对象区分开来，实现可靠的对象操作和引用。</li>
</ul>
<p><strong>结论</strong></p>
<p>综上所述，C 中空类的对象在内存中占用 1 个字节。这种非零大小确保了对象标识的唯一性并解决了对齐限制，同时提供了紧凑内存分配的优势。在设计和实现涉及使用空类的 C 程序时，理解这种行为至关重要。</p></iostream>

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