为什么sizeof（Base）与sizeof（Derived）没有不同

Question

我认为sizeof(Base)应该是12。为什么是16？

没有虚函数，我得到4和8。

class Base{
  public:
    int i;
    virtual void Print(){cout<<"Base Print";}
};

class Derived:public Base{
  public:
    int n;
    virtual void Print(){cout<<"Derived Print";}
};

int main(){
  Derived d;
  cout<<sizeof(Base)<<","<<sizeof(d);
  return 0;
}

预期结果？12？16

实际结果？16？16

Answer 1

为什么sizeof（Base）与sizeof（Derived）没有不同

由于编译器引入的对齐方式。

那是依赖于体系结构的，但是为了简单起见，我假设我们引用的是64位体系结构。

方案64位/ Clang 8.0。

类型的对齐方式Base是8字节：

alignOfBase(): # @alignOfBase()
  mov eax, 8
  ret

的布局Base由变量成员（int）和虚拟表（vtptr）组成。

如果我们假设一个“通用”架构，则：

• int 是4个字节的大小。
• vtptr是一个指针。在64位体系结构上为8字节大小。

4 + 8 = 12如您所料，我们应该有的总和。

但是，我们需要记住Baseis 的对齐方式8 bytes。因此，连续Base类型应存储在8的位置倍数中。

为了保证这一点，编译器为引入了填充Base。这Base就是16字节大小的原因。

例如，如果我们考虑2个连续的Base（base0和base1），而没有填充：

0:  vtptr (base 0) + 8
8:  int   (base 0) + 4
12: vtptr (base 1) + 8  <--- Wrong! The address 12 is not multiple of 8.
20: int   (base 1) + 4

带填充：

0:  vtptr (base 0) + 8
8:  int   (base 0) + 4+4   (4 padding)
16: vtptr (base 1) +8      <--- Fine! The adress 16 is multiple of 8.
24: int   (base 1) +4+4    (4 padding)

同样的故事是关于Derived类型的。

的布局Derived应为：vtptr + int + int，即8 + 4 + 4 = 16。

的对齐Derived方式8也是：

alignOfDerived(): # @alignOfDerived()
  mov eax, 8
  ret

实际上，在这种情况下，无需引入填充以保持Derived与内存对齐。布局尺寸将与实际尺寸相同。

0:   vtptr (Derived 0)
8:   int   (Derived 0)
12:  int   (Derived 0)
16:  vtptr (Derived 1)  <---- Fine. 16 is multiple of 8.
24:  int   (Derived 1)
28:  int   (Derived 1)