c++ - 如果类包含基类类型的成员作为第一个元素，然后是其他成员，编译器能否优化空基类？

Question

考虑:

struct empty {};
struct child : empty {
    empty a[sizeof(int) / sizeof(empty)];
    int b;
};
// Assume sizeof(int) >= sizeof(empty)

标准是否要求 sizeof(child) 大于 2 * sizeof(int)？

在我看来，没有什么可以禁止基类子对象与成员 b 共享其地址。

如果没有，是否有任何常见的 ABI 可以利用它？

Answer 1

让我们首先检查允许空基类优化的规则来熟悉术语:

N4659 standard draft [intro.object]

7 Unless it is a bit-field (12.2.4), a most derived object shall have a nonzero size and shall occupy one or morebytes of storage. Base class subobjects may have zero size. [snip]

然后是关于不同地址的要求:

8 Unless an object is a bit-field or a base class subobject of zero size, the address of that object is the addressof the first byte it occupies. Two objects a and b with overlapping lifetimes that are not bit-fields may havethe same address if one is nested within the other, or if at least one is a base class subobject of zero size andthey are of different types; otherwise, they have distinct addresses.

空基子对象和成员数组的第一个元素可能没有相同的地址，因为它们属于同一类型。

因此，如果我们假设基子对象必须在成员之前排序，并且成员必须按声明顺序排列，则需要填充以实现不同的地址。但是，我在标准中找不到需要这样顺序的规则。

可移植的 Itanium C++ ABI(由 Clang 和 GCC 使用)确实指定了顺序，并且根据该规范，确实需要填充:

2.4 Non-POD Class Types

II. Allocation of Members Other Than Virtual Bases

For each data component D (first the primary base of C, if any, then the non-primary, non-virtual direct base classes in declaration order, then the non-static data members and unnamed bitfields in declaration order), allocate as follows:

一个不同的 ABI 可能能够在这里利用 EBCO，如果它允许内存布局中的基之前的非声明顺序子对象或成员子对象。至少作为一个空碱基的特例。我不知道这样的 ABI 是否存在。