C++ sizeof之虚继承

C++数据对齐有着重大意义，一般以机器字长为对齐准则，如32位机中的4，如果结构（如类或者结构体）中有超出字长长度的成员，则已此成员长度（一般为字长整数倍）为对齐长度。

此外，也有显式指定的对齐方式，指定方法为#pragma pack(n)，此处指定对齐长度为n

#include<iostream>
using namespace std;
  
class A1
{
public:
int a;
char c;
};
  
class A2
{
public:
char a;
private:
double b;
int c;
float d;
};
  
int main()
{
cout<<"size A1: "<<sizeof(A1)<<endl;
cout<<"size A2: "<<sizeof(A2)<<endl;
}

输出结果为

size A1:8

size A2:24

第一个类的对齐字长为4，第二个类的对齐字长为最长原子类型长度（double，8）

关于有着虚函数的类的长度，就比较复杂，一般虚函数会需要一个虚指针，用以指向此类中所有虚函数组成的虚函数表的起始地址，具体可以参考http://blog.youkuaiyun.com/haoel/article/details/1948051/，源代码及运行结果如下：

#include<iostream>
#include<memory.h>
#include<assert.h>
  
using namespace std;
  
class A
{
char k[3];
public:
virtual void aa(){};
};
  
class B:public A
{
char j[3];
public:
virtual void bb(){};
};
  
class C
{
char f[3];
public:
virtual void cc(){};
};
  
class D:public B,public C
{
char g[3];
public:
virtual void dd(){};
};
  
int main()
{
cout<<"A size:"<<sizeof(A)<<endl;
cout<<"B size:"<<sizeof(B)<<endl;
cout<<"D size:"<<sizeof(D)<<endl;
}

A size:8 

B size:12 

D size:24

类A有一个虚指针用于指向虚函数表，所以长度为8，类B非虚拟继承了类A，所以其虚指针指向的虚函数表的第一个函数为类A的函数，第二个函数才是类B自身的虚函数，共用一张虚函数表；类D同时非虚继承了类B和类C,那么，类D的第一个虚指针指向类B的虚函数表，并将自身的虚函数地址附加到此表末尾，此外，类D还继承了类C，需要另开一张表，新添一个虚指针，故此长度为24.

刚才说的是非虚继承，如果是虚继承，情况又有所不同，此时派生类虚函数与第一基类的虚函数不再共用一张虚函数表，长度需要增加一个字长的长度：

#include<iostream>
#include<memory.h>
#include<assert.h>
  
using namespace std;
  
class A
{
char k[3];
public:
virtual void aa(){};
};
  
class B:public virtual A
{
char j[3];
public:
virtual void bb(){};
};
  
class C
{
char f[3];
public:
virtual void cc(){};
};
  
class D:public virtual B,public virtual C
{
char g[3];
public:
virtual void dd(){};
};
  
class E:public virtual C,public A
{
char t[3];
public:
virtual void ee(){};
};
  
int main()
{
cout<<"A size:"<<sizeof(A)<<endl;
cout<<"B size:"<<sizeof(B)<<endl;
cout<<"D size:"<<sizeof(D)<<endl;
cout<<"E size:"<<sizeof(E)<<endl;
}

​A size:8 

B size:16 

D size:32 

E size:20

我们看到，只要是虚继承，其派生类的虚函数就不会与基类的虚函数共用一张表（自身需要一个虚指针指向本身虚函数表），故此长度会有所增加（class D），而只要有非虚继承，派生类虚函数总会与第一个非虚继承基类虚函数共用一张虚函数表（class E）。