探究 C++ 中使用 new 关键字创建结构体实例时的大小

在 C++ 编程中，使用 new 关键字动态分配内存来创建结构体实例是一个常见的操作。然而，许多开发者对于 new 结构体的大小可能并不十分清楚。以下是一些关于这个主题的常见疑问及其解答。

问题一：为什么 new 关键字创建的结构体实例大小与定义的结构体大小不同？

new 关键字创建的结构体实例的大小可能比定义的结构体本身的大小要大。这是因为当使用 new 分配内存时，编译器可能会在结构体的末尾添加一个额外的字节，用于存储结构体实例的内存地址。这个额外的字节是用于实现 C++ 对象的虚函数表（vtable）指针的。如果结构体没有虚函数，那么这个额外的字节就不会存在，结构体实例的大小将与定义的大小相同。

问题二：如何确定使用 new 创建的结构体实例的确切大小？

要确定使用 new 创建的结构体实例的确切大小，可以使用 C++ 标准库中的 sizeof 操作符。这个操作符会返回结构体类型的大小，包括所有必要的填充和任何可能的额外字节。例如，如果你有一个名为 `MyStruct` 的结构体，你可以使用 `sizeof(MyStruct)` 来获取其大小。如果你发现大小比预期的大，那么很可能是因为结构体包含了虚函数或者有额外的填充字节。

问题三：如何优化结构体以减少使用 new 创建实例时的内存占用？

为了优化结构体以减少使用 new 创建实例时的内存占用，可以采取以下措施：

• 避免在结构体中使用虚函数，除非确实需要。虚函数表会增加结构体实例的大小。
• 使用位域（bit fields）来存储那些只需要很少位数的成员变量，这样可以节省内存。
• 对结构体成员进行合理的对齐，以减少填充字节。这可以通过使用 alignas 关键字来指定成员变量的对齐方式。
• 考虑将频繁使用的成员变量移动到结构体的前面，这样可以减少内存访问的偏移量。