目录
1、类中在内存中的定义
2、C++引用的本质
3、引用和指针的区别
1、类中在内存中的定义
类是创建对象的模板，不占用内存空间，不存在于编译后的可执行文件中；而对象是实实在在的数据，需要内存来存储。对象被创建时会在栈区或者堆区分配内存。
直观的认识是，如果创建了 10 个对象，就要分别为这 10 个对象的成员变量和成员函数分配内存，如下图所示：
不同对象的成员变量的值可能不同，需要单独分配内存来存储。但是不同对象的成员函数的代码是一样的，上面的内存模型保存了 10 份相同的代码片段，浪费了不少空间，可以将这些代码片段压缩成一份。
事实上编译器也是这样做的，编译器会将成员变量和成员函数分开存储：分别为每个对象的成员变量分配内存，但是所有对象都共享同一段函数代码。如下图所示：
成员变量在堆区或栈区分配内存，成员函数在代码区分配内存。
代码实现：使用 sizeof 获取对象所占内存的大小：
#include <iostream>
using namespace std;
class Student{
private:
char *m_name;
int m_age;
float m_score;
public:
void setname(char *name);
void setage(int age);
void setscore(float score);
void show();
};
void Student::setname(char *name){
m_name = name;
}
void Student::setage(int age){
m_age = age;
}
void Student::setscore(float score){
m_score = score;
}
void Student::show(){
cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，成绩是"<<m_score<<endl;
}
int main(){
//在栈上创建对象
Student stu;
cout<<sizeof(stu)<<endl;
//在堆上创建对象
Student *pstu = new Student();
cout<<sizeof(*pstu)<<endl;
//类的大小
cout<<sizeof(Student)<<endl;
return 0;
}
运行结果：
12
12
12
Student 类包含三个成员变量，它们的类型分别是 char *、int、float，都占用 4 个字节的内存，加起来共占用 12 个字节的内存。通过 sizeof 求得的结果等于 12，恰好说明对象所占用的内存仅仅包含了成员变量。
总结： 类可以看做是一种复杂的数据类型，也可以使用 sizeof 求得该类型的大小。从运行结果可以看出，在计算类这种类型的大小时，只计算了成员变量的大小，并没有把成员函数也包含在内。
对象的大小只受成员变量的影响，和成员函数没有关系。
假设 stu 的起始地址为 0X1000，那么该对象的内存分布如下图所示：
m_name、m_age、m_score 按照声明的顺序依次排列，和结构体非常类似，也会有内存对齐的问题。
2、C++引用的本质
引用对各位开发者来说，既陌生有熟悉，总是感觉糊里糊涂。先来看下例子如下：
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
int a = 99;
int &r = a;
cout<<a<<", "<<r<<endl;
cout<<&a<<", "<<&r<<endl;
return 0;
}
运行结果：
99, 99
0x28ff44, 0x28ff44
我们知道，变量是要占用内存的，虽然我们称 r 为变量，但是通过&r获取到的却不是 r 的地址，而是 a 的地址，这会让我们觉得 r 这个变量不占用独立的内存，它和 a 指代的是同一份内存。
可以继续看下面的这个例子：
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int num = 99;
class A{
public:
A();
private:
int n;
int &r;
};
A::A(): n(0), r(num){}
int main (){
A *a = new A();
cout<<sizeof(A)<<endl; //输出A类型的大小
cout<<hex<<showbase<<*((int*)a + 1)<<endl; //输出r本身的内容
cout<<&num<<endl; //输出num变量的地址
return 0;
}
运行结果：
8
0x442000
0x442000
从运行结果可以看出：
第一：成员变量 r 是占用内存的，如果不占用的话，sizeof(A)的结果应该为 4。
第二：r 存储的内容是0x442000，也即变量 num 的地址。
总结：这说明 r 的实现和指针非常类似。如果将 r 定义为int *类型的指针，并在构造函数中让它指向 num，那么 r 占用的内存也是 4 个字节，存储的内容也是 num 的地址。其实引用只是对指针进行了简单的封装，它的底层依然是通过指针实现的，引用占用的内存和指针占用的内存长度一样，在 32 位环境下是 4 个字节，在 64 位环境下是 8 个字节，之所以不能获取引用的地址，是因为编译器进行了内部转换。
3、引用和指针的区别
1) 引用必须在定义时初始化，并且以后也要从一而终，不能再指向其他数据；而指针没有这个限制，指针在定义时不必赋值，以后也能指向任意数据。
2) 可以有 const 指针，但是没有 const 引用。也就是说，引用变量不能定义为下面的形式：
int a = 20;
int & const r = a;
因为 r 本来就不能改变指向，加上 const 是多此一举。
3) 指针可以有多级，但是引用只能有一级，例如，int **p是合法的，而int &&r是不合法的。如果希望定义一个引用变量来指代另外一个引用变量，那么也只需要加一个&，如下所示：
int a = 10;
int &r = a;
int &rr = r;
4) 指针和引用的自增（++）自减（--）运算意义不一样。对指针使用 ++ 表示指向下一份数据，对引用使用 ++ 表示它所指代的数据本身加 1；自减（--）也是类似的道理。请看下面的例子：
#include <iostream>
using namespace std;
int main (){
int a = 10;
int &r = a;
r++;
cout<<r<<endl;
int arr[2] = { 27, 84 };
int *p = arr;
p++;
cout<<*p<<endl;
return 0;
}
运行结果：
11
84
总结：引用本身是一个固定指向地址里面的内容，方便直接调用。
