Question

正如本问题的一个解决方案（Size of virtual pointer-C++）中所解释的那样，您可以通过以下方式计算虚拟指针大小：

struct virtual_base {
    int data;
    virtual_base() {}
    virtual ~virtual_base() {}
};

struct non_virtual_base {
    int data;
    non_virtual_base() {}
    ~non_virtual_base() {}
};

int main() {
    std::cout << sizeof( virtual_base ) - sizeof( non_virtual_base ) << '\n';
    return 0;
}

但是当我在cpp.sh http://cpp.sh/7o5av上尝试这个时，没有数据（成员变量）我得到的大小为7，数据大小为12，所以我无法理解这种行为和任何洞察力将是有帮助的，我知道空类的大小是1，在第二个数据成员我希望这应该是11而不是7

Answer 1

由于空类的大小为7，因此没有数据成员1，因此虚拟类包含指向大小为8的虚拟表的指针：8-1=7。

当涉及数据成员时，您获得的结果取决于成员的实际类型。如果您使用int，则差异为12，因为vptr必须与8的多个对齐。这意味着int数据成员占用字节frm 0到4，并且vptr不能存储在字节4，而是从字节8开始。因此，虚拟结构的总大小为8+8=16。尝试使用double，您将看到差异为8，如下面的代码所示。

#include <iostream>

using namespace std;

struct virtual_base {
    double data;
    virtual_base() {}
    virtual ~virtual_base() {}
};

struct non_virtual_base {
    double data;
    non_virtual_base() {}
    ~non_virtual_base() {}
};

int main() {
    std::cout << sizeof( virtual_base ) - sizeof( non_virtual_base ) << '\n';
    return 0;
}

在这里试试：https://www.ideone.com/Ycpg64

Answer 2

virtual_base仅包含vftable指针，在您的平台上显然是8个字节。 virtual_base也有一个int，vftable与8个字节对齐。所以它是这样的：

4 bytes for int |  4 padding bytes  |  8 bytes for vftable pointer  | 
| x | x | x | x |    |    |    |    | v | v | v | v | v | v | v | v |

请查看this。它可能会有所帮助。

使用int数据成员：

sizeof(virtual_base) is 16 [4（int）+ 4（填充）+8（vftable）] bytes
sizeof(non_virtual_base)是4个字节，即int的大小。

没有int数据成员：

sizeof(virtual_base) is 8个字节，即vftable指针的大小。没有填充物。
sizeof(non_virtual_base)是1个字节。

Answer 3

当您在C ++中将任何函数声明为virtual时，该类会收到一个隐藏的成员vptr，该成员指向vtable。这用于选择在使用dynamic polymorphism时实际应该调用哪个函数。

免责声明：我将使用您发布的在线编译器的结果，使用您设置的选项（C ++ 14，O2优化）

我们可以很容易地看到空类的sizeof等于1，而具有虚函数的sizeof类是8。然后，使用数据成员，没有虚函数的类获得sizeof 4，具有虚函数的类获得sizeof 16。我们还可以检查sizeof指针类型（例如int *）是否等于8

所以，这里发生了什么：默认情况下，空类被赋值为1。但是，具有虚函数的类必须具有vptr成员，该成员本身长度为8个字节。这给你8-1 = 7

当您将成员添加到非虚拟类时，它只会获得其所有成员的大小，在这种情况下它是int，因此您的大小为4.
对于虚拟类，您已经拥有大小为8的vptr并向其添加大小为4的int。这里structure alignment的机制开始了。据推测，它编译的系统只允许访问偏移量乘以8的字节，因此编译器为了优化访问时间，增加了artifial padding 字节，不保存数据。基本上，你班级的对象看起来像这样：
[int(4B)|padding(4B)|vptr(8B)]
这导致类的大小为16.因此我们得到16 - 4 = 12。

虚拟指针大小因类数据成员而异

3 个答案: