派生类中基类的大小答案

【问题标题】：Size of base class inside derived class派生类中基类的大小
【发布时间】：2017-01-16 09:31:23
【问题描述】：

假设我的课程没有数据：

struct Empty {
  /*some methods here*/
};

还有一个派生类

struct Derived: Empty {
  int a;
  int b;
  char c;
  ....
}__attribute__((packed));`

Empty 类的对象大小 = 1。派生类的空部分通常大小为 0。据我了解，编译器看到基本 Empty 类没有数据，因此它可以优化 Empty 的大小，以防它是“内部”派生的，但标准不需要这样做。

所以问题是：

我能否在编译时以某种方式确定 Derived 类的 Empty 部分并没有真正占用内存。

我知道我可以像sizeof(Derived) = sizeof(a) + sizeof(b) ... 那样进行检查，但它太冗长了，并且有几个类，如 Derived。有没有更优雅的解决方案？

【问题讨论】：

你为什么想知道这个？请注意，成员或基类可以占用内存而不会增加派生类的占用空间（通过使用填充丢失的空间）。另请注意，结构上的sizeof 可以小于或大于其成员和基数的sizeof 之和。
我将使用这些派生类来表示一些网络数据。因此，所有此类派生类都将具有打包属性。此外，我将从一些模板类继承来实现奇怪重复的模板模式。这样所有的派生类都会有一些共同的功能。但是我不希望这种继承影响派生类的布局。

标签： c++

【解决方案1】：

您可以使用std::is_empty 确保您继承的类是零大小的：

static_assert(std::is_empty<Empty>{});

如果是，empty base optimization 就是guaranteed to take place for standard-layout classes。

我知道我可以像sizeof(Derived) = sizeof(a) + sizeof(b) ... 这样进行检查，但这太冗长了。有没有更优雅的解决方案？

这不能正常工作，因为您需要考虑填充和最终属性，例如packed。

【讨论】：

谢谢。不知道这种优化是有保证的。
标准不保证这种优化。尽管在现实世界的编译器中，这在实践中很常见。
@彼得：it is guaranteed for standard-layout classes。我会澄清我的答案。

【解决方案2】：

您可以使用更多“旧”（before C++11）宏 - offsetof:

struct Empty {};
struct NonEmpty {
  int a;
};
struct Derived1: Empty {
  int a;
  int b;
  char c;
};
struct Derived2: NonEmpty {
  int a;
  int b;
  char c;
};
static_assert(offsetof(Derived1,a) == 0,"");
static_assert(offsetof(Derived2,a) != 0,"");

你也可以使用这个宏来检查你的成员变量的顺序：

static_assert(offsetof(Derived,a) < offsetof(Derived,b),"");
static_assert(offsetof(Derived,b) < offsetof(Derived,c),"");

但别忘了——offsetof也有同样的限制：

如果 type 不是标准布局类型，则行为未定义。如果 member 是静态成员或成员函数，则行为未定义。

【讨论】：