为什么具有虚函数的类与没有的类对齐?

时间:2015-12-17 20:17:47

标签: c++ virtual-functions memory-alignment memory-layout vptr

受此cppcon talk by Richard Powell的启发,我创建了以下代码片段来愚弄:

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

struct erdos
{
  void who()
  {
    cout << "erdos" << endl;
  }
  float f1;
  float f2;
};

struct fermat : public erdos
{
  float f3;
};

struct fermat2 : public fermat
{
  float f4;
};

struct fermat3 : public fermat2
{
  float f5;
};

int main(void)
{
  erdos e;
  cout << "sizeof(e)" << sizeof(e) << endl;
  fermat f;
  cout << "sizeof(f)" << sizeof(f) << endl;
  fermat2 f2;
  cout << "sizeof(f2)" << sizeof(f2) << endl;
  fermat3 f3;
  cout << "sizeof(f3)" << sizeof(f3) << endl;
  cout << "sizeof(void*)" << sizeof(void*) << endl;
  cout << "sizeof(float)" << sizeof(float) << endl;
  return 0;
}

会打印:

sizeof(e)8
sizeof(f)12
sizeof(f2)16
sizeof(f3)20
sizeof(void*)8
sizeof(float)4

virtual添加到who()后,我得到了这个

sizeof(e)16
sizeof(f)24
sizeof(f2)24
sizeof(f3)32
sizeof(void*)8
sizeof(float)4

现在,将void*的大小添加到结构中是很简单的但是为什么在虚拟情况下会出现这种填充(理查德在他的演讲中也提到过)而不是非虚拟情况?

sizeof(e)16 - 8 = 8 
sizeof(f)24 - 8 = 16 but is in fact 12 (padding 4)
sizeof(f2)24 - 8 = 16 matches
sizeof(f3)32 - 8 = 24 but is in fact 20 (padding 4)

我在Ubuntu 14.04 64位上使用gcc 5.3.0和clang 3.7.1进行了测试

1 个答案:

答案 0 :(得分:5)

sizeof(void*)8

嗯,有你的答案。

假设您的实现只需要一个指针来处理虚拟查找,那就是对齐的原因。 64位编译时,指针需要64位空间(这就是我们称之为&#34; 64位&#34;)的原因。但它也需要64位对齐

因此,在64位编译中存储指针的任何数据结构也必须是64位对齐的。对象的对齐必须是8字节对齐,并且大小必须填充到8个字节(出于数组索引的原因)。如果你让其中一个float成员成为指针,你会看到同样的事情。