c++ - 为什么 sizeof(std::string) 只有八个字节？

Question

为什么 std::string 的大小，由 sizeof(std::string) 决定，产生 8？
我认为它应该超过 8 因为它必须有一个 int (sizeof(int) == 8 在我的机器上)数据成员用于在 O(1) 中给出 std::string::length() 和 std::string::size() 可能还有一个 char* 用于字符。

Answer 1

std::string 的实现没有被 C++ 标准指定。它只描述类的行为。但是，我希望类中包含不止一个指针的信息。特别是:

• 指向实际字符串的指针。
• 可用尺寸。
• 实际使用的尺寸。

它当然可以将所有这些存储在一个动态分配的位置，因此占用的空间与 char* [在大多数架构中] 完全相同。

事实上，看看我的 Linux 机器附带的 C++ 头文件，当你看时，实现是非常清楚的(根据评论，它是“pre-C++11”，但我认为这两种方式都具有代表性):

  size_type
  length() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
  { return _M_rep()->_M_length; }

然后按照以下步骤:

  _Rep*
  _M_rep() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
  { return &((reinterpret_cast<_Rep*> (_M_data()))[-1]); }

这又会导致:

  _CharT*
  _M_data() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
  { return  _M_dataplus._M_p; }

导致

  // Data Members (private):
  mutable _Alloc_hider  _M_dataplus;

然后我们得到:

  struct _Alloc_hider : _Alloc
  {
    _Alloc_hider(_CharT* __dat, const _Alloc& __a) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    : _Alloc(__a), _M_p(__dat) { }

    _CharT* _M_p; // The actual data.
  };

关于字符串的实际数据是:

  struct _Rep_base
  {
    size_type       _M_length;
    size_type       _M_capacity;
    _Atomic_word        _M_refcount;
  };

所以，这都是一个名为 _M_p 的简单指针，隐藏在几层 getter 和一些强制转换中......