MSVC Object Layout Quirk

Question

Tôi có một lớp đơn giản trong C++ có một số nguyên và một vtable:

class Something { 

    virtual void sampleVirtualMethod(); 

    int someInteger; 
}; 

Nếu bạn nhìn vào cách bố trí đối tượng cho MSVC (sử dụng/d1reportSingleClassLayout) bạn nhận được:

class Something  size(8): 
     +--- 
0  | {vfptr} 
4  | someInteger 
     +--- 

Điều này có ý nghĩa hoàn toàn. 4 byte cho con trỏ vtable và 4 byte cho số nguyên. Điều lạ là khi tôi thêm một đôi đến lớp:

class Something {  
    virtual void sampleVirtualMethod(); 
    int someInteger; 
    **double someDouble;** 
}; 

tôi nhận bố trí này đối tượng:

class Something  size(24): 
     +--- 
0  | {vfptr} 
8  | someInteger 
     | <alignment member> (size=4) 
16  | someDouble 
     +--- 

Tại sao chênh lệch giữa 0 và bù đắp someInteger 8 thay vì 4? Vtable có tăng lên 8 byte không? Không có vấn đề thứ tự khi tôi thêm một đôi, điều này xảy ra.

Cảm ơn.

Answer 1

Tôi không thể trả lời câu hỏi của bạn trực tiếp vì không có lý do chính đáng cho hành vi của trình biên dịch. Thay vào đó, tôi sẽ đắm mình trong suy đoán hoang dã vì chưa có câu trả lời.

tôi nghi ngờ một lỗi trong các thuật toán sắp xếp mà đi một cái gì đó như thế này:

• sự liên kết của một cấu trúc (ví dụ, vị trí của các thành viên đầu tiên) nên có ít nhất rộng như sự liên kết của thành viên rộng nhất
• oops, quên đếm con trỏ bảng chức năng ảo như một thành viên

Nếu lỗi này tồn tại tôi nghi ngờ nó được còn sót lại từ những ngày đầu của trình biên dịch như một trình biên dịch C 4-byte liên kết. Bây giờ, mặc định cho trình biên dịch là /Zp8 có nghĩa là mọi cấu trúc đều được căn chỉnh ít nhất là 8 byte, vì vậy sẽ không cần sửa chữa căn chỉnh của thành viên "đầu tiên" trong trường hợp này.

Kính trọng, Sherm

Answer 2

Tôi nghi ngờ rằng this answer có gì để làm với nó. Trích dẫn từ câu trả lời dirkgently 's, trích dẫn tài liệu GCC:

Lưu ý rằng sự liên kết của bất kỳ struct hoặc công đoàn loại nhất định là yêu cầu của tiêu chuẩn ISO C để có ít nhất một bội số hoàn hảo của các bội số chung nhỏ nhất của sự sắp xếp của tất cả các thành viên của struct hoặc union trong câu hỏi.

Theo quy tắc đó, khi bạn đã thêm gấp đôi 8 byte, trình biên dịch phải sắp xếp mọi thứ trên bội số 8 byte. Bạn có thể ghi đè lên rằng với gói #pragma(), tất nhiên, mặc dù nó sẽ kém hiệu quả hơn nếu bạn kết thúc với một thành viên 8 byte trên một cái gì đó khác với ranh giới 8 byte.

Answer 3

This blog post thảo luận cùng một vấn đề và bao gồm lời giải thích trong nhận xét của Jan Gray, người đã viết mã trình bày trình biên dịch MS C++ một thời gian dài trước đây.

Để diễn giải, vfptr được chèn vào bố cục lớp chỉ sau khi các thành viên dữ liệu khác được đặt.Tùy thuộc vào yêu cầu liên kết của các thành viên dữ liệu, điều này có nghĩa là không cần thiết có thể đưa vào đệm. Điều này cũng chỉ xảy ra nếu lớp không có lớp cơ sở với vfptr.

Do đó khắc phục, được trình bày trong các bài viết trên blog:

class EmptyBase 
{ 
protected: 
    virtual ~EmptyBase() {} 
}; 

class Something : public EmptyBase {  
    virtual void sampleVirtualMethod(); 
    int someInteger; 
    **double someDouble;** 
}; 

sizeof(Something) nên 16 trong trường hợp này.