如何为类的私有和公共成员分配内存

2023-11-21

在类中,私有成员是与公共成员分配在单独的内存中,还是所有成员都按照其定义的顺序分配?

例如,

class A { 

private:  
    int a1;
    int a2:3;  
public:  
    int z;  
    int a3:2;  
    int a4:5;  
private:
    int a5:2;
}

Are a1, a2, and a5组合在一起进行内存分配或者只是简单地a1, a2, a3, a4, a5 ?

如果发生聚群,在位字段的情况下可能会改变类的大小。


  • 在给定的可访问性块内,保留成员的顺序,但在 C++03 中未指定可访问性块之间的成员顺序。这意味着 a1、a2、a5、z、a3、a4 在上面的示例中是有效的顺序。
  • 在 C++11 中,这一点得到了加强,具有相同可访问性的成员必须按声明的顺序放置。 (例如,这会在您的示例中禁止 a5 a1 a2 f a3 a4,因为在您的示例中 a5 是在 a1 和 a2 之后声明的)具有不同可访问性的成员之间的顺序未指定。
  • 编译器可以在任何成员之间插入填充(例如为了保持对齐)
  • 位域的表示形式未指定。它们可以按任何顺序放置,并且不遵守任何先前的规则。因为您无法获取位字段的地址,所以没有机制可以观察这一点。

具体标准参考(重点是我的):

C++03 9.2 [class.mem]/12:

(非联合)类的非静态数据成员声明时没有介入访问说明符进行分配,以便后面的成员在类对象中具有更高的地址。由访问说明符分隔的非静态数据成员的分配顺序未指定 (11.1)。实现对齐要求可能会导致两个相邻成员不能立即分配;管理虚拟函数 (10.3) 和虚拟基类 (10.1) 的空间要求也可能如此。

N3376(C++11 后的第一个草案)9.2 [class.mem]/13:

(非联合)类的非静态数据成员具有相同的访问控制(第 11 条)被分配,以便后面的成员在类对象中具有更高的地址。具有不同访问控制的非静态数据成员的分配顺序是未指定的。实现对齐要求可能会导致两个相邻成员不能立即分配;管理虚拟函数 (10.3) 和虚拟基类 (10.1) 的空间要求也可能如此。

N3376 9.6 [类位]/1:

[...] 类对象内位域的分配是实现定义的。位字段的对齐是实现定义的。 [...]

/3:

[...] 地址运算符 & 不得应用于位域,因此不存在指向位域的指针。 [...]

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