在单继承的情况下，C++ 是否保证 Base 子对象的地址与其派生对象的地址相同？

Question

这是一段代码：

struct Base
{
    virtual void Foo() = 0;
    virtual ~Base() { }
};

struct Derived : Base
{
    virtual void Foo() override { }
    unsigned long long some_new_data_members[42];
};

int test_offset()
{
    Derived object{};
    Base* base_subobject = &object;

    return reinterpret_cast<unsigned char*>(base_subobject) - reinterpret_cast<unsigned char*>(&object);
}

在test_offset我检查过的所有版本的 gcc、clang 和 msvc 编译器上，该函数总是返回 0。

我的问题是：C++ 标准是否保证在和之间存在单继承的情况下此函数将始终返回 0 ？如果没有，有人可以提供一个现实生活中的例子（也许有一些异国情调的平台），其中这段代码将返回不同于 0 的东西？BaseDerived

请不要回答多重继承！

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更新：

正如用户VTT所指出的，这样的代码可能会导致非零偏移：

struct Base
{
};

struct Derived : Base
{
    virtual void Foo() { }
};

它产生的偏移量等于 msvc 上的指针大小。

但是这个例子与我的代码片段的根本区别在于Derived这里的类引入了一些新的虚函数。因此，一个新的 vtable 指针必须出现在 中的某处Derived，它可能被放置在Base子对象之前，给我们一个非零偏移量。

所以，现在我想更具体地询问我的场景。如果Base类已经有一些虚函数，并且Derived只是覆盖它们而不添加任何新函数（尽管它可能会添加一些新的非静态成员字段）怎么办？在这种特殊情况下，这种非零偏移量是否可能？

Answer 1

指向不同对象的指针具有相同值的属性称为指针可相互转换。该标准列出了保证这一点的所有可能情况：

6.7.2化合物类型[basic.compound]
4个两个对象a和b是指针的相互转换的，如果：
（4.1）它们是相同的对象，或者
（4.2）是一个联合对象，而另一个是一个非静态数据成员object (12.3) 或
(4.3) 一个是标准布局类对象，另一个是该对象的第一个非静态数据成员，或者，如果该对象没有非静态数据成员，则为第一个基类子对象在那个对象 (12.2) 或
(4.4) 中，存在一个对象c，使得a和c是指针可相互转换的，并且c和b是指针可相互转换的。

如果两个对象是指针可相互转换的，则它们具有相同的地址，并且可以通过a reinterpret_cast（8.5.1.10）从指向另一个的指针获得指向一个的指针。[注意：数组对象和它的第一个元素不是指针可相互转换的，即使它们具有相同的地址。——尾注]

例子：

struct Base{};

struct Derived : Base
{
    virtual void Foo() { }
};

Derived对于基类子对象前面添加的额外 vtable 指针，偏移量将为 8（在典型的 64 位平台上）。