ทำไมพื้นที่จัดเก็บสำหรับฐานที่ว่างเปล่าซ้ำซ้อนไม่ทับซ้อนกันด้วยตัวชี้ vtable

ลองพิจารณาตัวอย่างนี้:

#include <iostream>

int main()
{
    struct A {};
    struct B : A {};
    struct C : A, B {};

    std::cout << sizeof(A) << '\n'; // 1
    std::cout << sizeof(B) << '\n'; // 1
    std::cout << sizeof(C) << '\n'; // 2, because of a duplicate base

    struct E : A {virtual ~E() {}};
    struct F : A, B {virtual ~F() {}};

    std::cout << sizeof(E) << '\n'; // 8, the base overlaps the vtable pointer
    std::cout << sizeof(F) << '\n'; // 16, but why?
}

^{(วิ่งบน godbolt)}

ที่นี่คุณจะเห็นว่าสำหรับstruct Eคลาสฐานที่ว่างเปล่า (ซึ่งมีขนาดใหญ่ 1 ไบต์) ใช้ที่เก็บข้อมูลเดียวกันกับตัวชี้ vtable ตามที่คาดไว้

แต่สำหรับstruct Fซึ่งมีฐานที่ว่างเปล่าซ้ำกันสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้น อะไรทำให้เกิดสิ่งนี้

ฉันได้รับผลลัพธ์เดียวกันใน GCC Clang และ MSVC ผลดังกล่าวข้างต้นมีการ x64 sizeof(void *) == 8ดังนั้น

ที่น่าสนใจสำหรับstruct G : A, B {void *ptr;};GCC และ Clang นั้นทำ EBO (ขนาดคือ 8) แต่ MSVC ไม่ได้ (ขนาดคือ 16)

เนื่องจากคอมไพเลอร์เพิ่มหนึ่ง padding ไบต์หลังจากโครงสร้าง A

F {vptr (8) + 0 สมาชิกจากการเติม A + 1 (เนื่องจาก A ว่างเปล่า) +0 จาก b} = 9 จากนั้นคอมไพเลอร์จะเพิ่มการเว้นวรรค 7 ไบต์เพื่อจัดตำแหน่งหน่วยเก็บของโครงสร้าง

E {vptr (8) + 0 สมาชิกสำหรับ A} = 8 ไม่ต้องใช้ช่องว่างภายใน

จาก Microsoft

วัตถุข้อมูลทุกตัวมีความต้องการการจัดตำแหน่ง สำหรับโครงสร้างความต้องการคือสิ่งที่ใหญ่ที่สุดของสมาชิก ทุกวัตถุถูกจัดสรรออฟเซ็ตเพื่อให้ออฟเซ็ตการจัดตำแหน่ง% = = 0

https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/c-language/storage-and-alignment-of-structures?view=vs-2019

แก้ไข:

นี่คือตัวอย่างของฉัน:

int main()
{
    C c;
    A* a = &c;
    B* b = &c;

    std::cout << sizeof(A) << " " << a << '\n'; 
    std::cout << sizeof(B) << " " << b << '\n'; 
    std::cout << sizeof(C) << " " << &c << '\n'; 

    E e;
    a = &e;
    std::cout << sizeof(E) <<" " << &e << " " << a << '\n'; 

    F f;
    a = &f;
    b = &f;
    std::cout << sizeof(F) << " " << &f << " " << a << " " << b << '\n';

}

เอาท์พุท:

1 0000007A45B7FBB4
1 0000007A45B7FBB5
1 0000007A45B7FBB4
8 0000007A45B7FC18 0000007A45B7FC20
16 0000007A45B7FC38 0000007A45B7FC40 0000007A45B7FC41

ในขณะที่คุณสามารถเห็น & & b ไม่ทับซ้อนกันและมี vptr ในมรดกหลายรายการแต่ละคนมีค่าตัวชี้ของตัวเอง

บันทึกย่อที่รวบรวมโดย VC2019 x64 build