如果空基类影响派生类的布局

Question

c++标准(引自n3242草案)对子对象[intro.object]有如下规定:

除非对象是位域或基类的子对象为0大小，该对象的地址是它的第一个字节的地址占据了。两个不同的对象，既不是位域也不是基大小为0的类子对象必须有不同的地址。

现在，给定下面的代码片段:

struct empty { };
struct member: empty { };
struct derived: empty { member m; };
int main(void)
{
    printf("%d", sizeof(derived));
    return 0;
}

gcc输出的是2, Visual c++ 2010输出的是1。我怀疑gcc认为该标准的意思是，如果类型代表不同的对象，则不能别名存储类型。我敢打赌，MSVC认为这个标准的意思是，如果一个子对象的大小为零，你就可以做任何你想做的事情。

这是未指定的行为吗?

Answer 1

扩展我之前的评论:

对象由其地址标识。如果比较两个相同类型对象的地址(如指针)，如果比较结果相等，则认为这两个指针指向同一个对象。

不同类型的

对象不能以这种方式直接比较，因此允许它们具有相同的地址。一个例子是结构体及其第一个成员。它们不能是同一类型的。基类和派生类也不能，所以如果基类为空，它们可能具有相同的地址。

但是，基类和派生类的第一个成员可以具有相同的类型。这不是问题，除非基类也是空的，并且编译器尝试空基类优化。在这种情况下，指向同一类型的两个不同对象的指针比较相等，因此可以认为它们是同一个对象。

因此，如果成员具有不同的类型(empty和char)，它们可以具有相同的地址。如果它们是相同的类型，它们不能，因为这会破坏对对象标识的测试，比如if (this != &that)，有时用来测试像自我赋值这样的东西。

顺便说一下，微软同意这是他们编译器中的一个错误，但有其他更紧急的事情要先修复。

Answer 2

这取决于实现。

标准明确允许空基优化，但不要求它。事实上，该标准对内存中类的布局没有太多要求，只要求某些类彼此之间的布局兼容(但不要求通用的布局是什么)。还指定了成员的顺序(当没有中间的可访问性说明符时)，但是允许填充、页眉、页脚和各种奇怪的东西。

Answer 3

在c++ 11标准的最终版本中，该段落被修改为:

除非对象是位域或基类的子对象为0大小，该对象的地址是它的第一个字节的地址占据了。两个不是位域的对象可以有相同的如果其中一个是另一个的子主语，或者至少有一个是大小为零的基类子对象，它们具有不同的类型;否则，它们必须有不同的地址。

虽然我不确定我理解这与对象的大小有什么关系

Answer 4

这篇文章有很好的解释。我只是想补充一下，为了解决这个结构膨胀的问题，你可以简单地使empty类成为一个模板，这样用不同的模板参数实例化它就会使它成为一个不同的类:

template<class T>
struct empty { };
struct member: empty<member> { };
struct derived: empty<derived> { member m; };
int main(void)
{
    printf("%dn", sizeof(derived));
    return 0;
}

输出1。

这就是在大型项目中避免使用boost::noncopyable的原因。