C++ 为什么有虚函数的类与没有虚函数的类的对齐方式不同？

受此启发，我创建了以下代码片段以供玩弄：

#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;
}

在将

virtual

添加到

who（）

之后，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*

的大小添加到结构很简单，但是为什么会在虚拟情况下而不是在非虚拟情况下有这种填充（Richard在他的演讲中也提到了这一点）

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)

我已经用gcc 5.3.0和clang 3.7.1在Ubuntu 14.04 64位上对它进行了测试

sizeof(void*)8

这是你的答案

假设您的实现只需要一个指针来处理虚拟查找，这就是对齐的原因。在64位编译中，指针需要64位的空间（这就是为什么我们称它为“64位”）。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。对象的对齐方式必须是8字节对齐，并且大小必须填充为8字节（出于数组索引的原因）。如果将一个

float

成员作为指针，您会看到同样的情况。

您如何知道它是填充？可能是额外的数据，比如偏移量和表指针。这是一个实现细节，不能保证在所有编译器中都是相同的。您添加了一个以前不存在的虚拟方法表。因此，您的意思是指针（指向函数）必须对齐，但指向成员（如我介绍的非虚拟情况）不对齐？这就是为什么非虚拟f3的大小为

sizeof（f3）20

？@Patryk:non-virtual

f3

包含5个大小为4的成员。5×4 = 20.

float

可能是4字节对齐的。因为20可以被4整除，所以不需要填充。虚拟

f3包含5个大小为4的成员和另一个大小为8的成员。5×4+8 = 28. 

float`可能是4字节对齐的，指针可能是8字节对齐的。由于使用了更高的对齐要求，结构具有8字节的对齐。由于20不能被8平均整除，编译器需要将填充添加到8的最接近倍数，即32。当然，这只是猜测。编译器可能只是决定添加2个6字节的字段，而不需要任何对齐要求。@Revolver\u Ocelot非常感谢。这更能说明这一点topic@Patryk：另外，请注意，我和Ocelot所说的一切都是基于这样的假设，即编译器使用vtable指针来实现虚拟分派。标准中没有要求这一点；这只是一种可能的实现（尽管是一种常见的实现）。

sizeof(void*)8