c++ - 为什么在 C++ 中，类的大小必须始终为用户所知？

Question

假设一个类在其.cpp 文件中被完整定义，因此在源文件中您可以找到:

• 构造函数定义
• 析构函数定义
• 定义的每个方法

为什么它的私有(private)成员变量必须仍然在header文件中？为什么我们仍然需要 PIMPL 来摆脱它们？

如果对于这个类我也在源文件中定义了它自己的new运算符，为什么我还需要从外部代码中知道大小？

是不是因为类还可以栈分配？如果是这样，那么为什么在堆栈上分配的“函数”不是 .cpp 文件中构造函数调用的一部分？

Answer 1

Than why its private member variables must still be in the header file? Why do we still need PIMPL to get rid of them?

因为对于许多操作——那些在看到定义之后允许的操作——编译器需要知道对象实例的大小。更多详细信息如下。

If for this class I also define its own new operator in the source file, why I still need to know the size from the outside code?

Is it because the class can be still stack allocated? If so, than why the "function" who allocates on the stack is not part of the constructor call inside the .cpp file?

部分。编译器在函数调用开始时将堆栈指针移动局部变量的总大小，然后在函数返回时将其移回，这是最简单和最有效的方法。该大小通常可以在编译时计算。如果您有返回单个对象大小的运行时函数，那么编译器将需要处理点点滴滴的堆栈指针增量，并且在运行时重复计算特定对象的地址作为早期分配的累计总数，或者使用内存/寄存器来维护一组指向它们最终位置的指针或偏移量。 (这是大多数 C++ 编译器不支持数组维度的运行时规范的主要原因之一。)

我说“部分”是因为它不仅仅与堆栈有关:类似的问题适用于静态/全局和线程局部对象。