具有“空类”的 C++ 多重继承内存布局

我知道多重继承的内存布局没有定义，所以我不应该依赖它。但是，在特殊情况下我可以依赖它吗？也就是说，一个类只有一个“真正的”超类。所有其他都是“空类”，即既没有字段也没有虚拟方法的类（即它们只有非虚拟方法）。在这种情况下，这些附加类不应向该类的内存布局添加任何内容。 （更简洁地说，在 C++11 的措辞中，该类有标准布局)

我可以推断所有超类都没有偏移吗？例如。：

#include <iostream>

class X{

    int a;
    int b;
};

class I{};

class J{};

class Y : public I, public X,  public J{};

int main(){

    Y* y = new Y();
    X* x = y;
    I* i = y;
    J* j = y;

    std::cout << sizeof(Y) << std::endl 
                  << y << std::endl 
                  << x << std::endl 
                  << i << std::endl 
                  << j << std::endl;
}

Here, Y是班级X是唯一真正的基类。程序的输出（在使用 g++4.6 的 Linux 上编译时）如下：

8

0x233f010

0x233f010

0x233f010

0x233f010

正如我的结论，没有指针调整。但是这个实现是特定的还是我可以依赖它。即，如果我收到一个类型的对象I（而且我知道只存在这些类），我可以使用reinterpret_cast将其投射到X?

我希望我可以依赖它，因为规范规定对象的大小必须至少是一个字节。因此，编译器无法选择其他布局。如果会布局的话I and J成员背后X，那么它们的大小将为零（因为它们没有成员）。因此，唯一合理的选择是将所有超类无偏移地对齐。

如果我使用reinterpret_cast，我是正确的还是在玩火？I to X here?

在 C++11 中，编译器需要使用空基类优化标准布局类型。看https://stackoverflow.com/a/10789707/981959

对于您的特定示例，所有类型都是标准布局类，并且没有公共基类或成员（见下文），因此您可以依赖该行为in C++11（实际上，我认为许多编译器已经遵循了该规则，当然 G++ 也遵循了该规则，其他编译器也遵循了安腾 C++ ABI.)

警告：确保您没有任何相同类型的基类，因为它们必须位于不同的地址，例如

struct I {};

struct J : I {};
struct K : I { };

struct X { int i; };

struct Y : J, K, X { };

#include <iostream>

Y y;

int main()
{
  std::cout << &y << ' ' << &y.i << ' ' << (X*)&y << ' ' << (I*)(J*)&y << ' ' << (I*)(K*)&y << '\n';

}

prints:

0x600d60 0x600d60 0x600d60 0x600d60 0x600d61

对于类型Y只有其中之一I基数可以在偏移量为零处，所以尽管X子对象位于偏移量零处（即offsetof(Y, i)为零）和其中之一I基址位于同一地址，但另一个I基数（至少对于 G++ 和 Clang++）是对象中的一个字节，所以如果你有一个I*你不能reinterpret_cast to X*因为你不会知道which I它指向的子对象I在偏移量 0 或I在偏移量 1 处。

编译器把第二个放进去就可以了I偏移量 1 处的子对象（即inside the int） 因为I没有非静态数据成员，因此您实际上无法取消引用或访问该地址处的任何内容，只能获取指向该地址处的对象的指针。如果您将非静态数据成员添加到I then Y将不再是标准布局并且不必使用 EBO，并且offsetof(Y, i)将不再为零。