对 C++ 基类布局感到困惑

Question

这是我的代码

#include <bits/stdc++.h>


class A{
    int val;
    char c;
};
class B:public A{
    char val;
};

struct C{
    int val;
    char c;
};
struct D:public C{
    char val;
};


int main()
{
    std::cout<<sizeof(B)<<std::endl; //8
    std::cout<<sizeof(D)<<std::endl; //12

}

为什么class有不同的对齐方式struct

*** Dumping AST Record Layout
   0 | class A
   0 |   int val
   4 |   char c
     | [sizeof=8, dsize=5, align=4
     |  nvsize=5, nvalign=4]


*** Dumping AST Record Layout
   0 | class B
   0 |   class A (base)
   0 |     int val
   4 |     char c
   5 |   char val
     | [sizeof=8, dsize=6, align=4
     |  nvsize=6, nvalign=4]


*** Dumping AST Record Layout
   0 | struct C
   0 |   int val
   4 |   char c
     | [sizeof=8, dsize=8, align=4
     |  nvsize=8, nvalign=4]


*** Dumping AST Record Layout
   0 | struct D
   0 |   struct C (base)
   0 |     int val
   4 |     char c
   8 |   char val
     | [sizeof=12, dsize=9, align=4
     |  nvsize=9, nvalign=4]

Answer 1

在这种struct情况下考虑这个程序：

void f(C& cx)
{
    cx.c = 'x';
}

int main()
{
    D d{};
    d.D::val = 'y';
    f(d);
    std::cout << d.D::val << '\n';
}

此代码必须输出y.

在您的系统上，A和C结构的大小为 ，8因为有一个具有大小4和字符的成员，并且该结构必须与其最大成员正确对齐。这些结构有 4 个字节的 int、1 个字节的 char 和 3 个填充字节。

cx.c = 5;允许赋值修改填充（任何结构赋值都可以修改结构填充）。因此，填充不能用于存储基类元素。

然而，没有类似的例子是可能的A，B因为 的数据成员A是私有的。不可能有一个函数，void f(A& ax) { ax.c = 'x'; }所以这个问题不会出现，编译器可以使用 的填充区域A来存储派生类成员。

注意：这两个类都不是标准布局，因为在基类和派生类中都有数据成员。