对象的大小是否受访问说明符类型和继承类型影响？

Question

在回答其中一个问题时，有一个讨论线程 低于我的答案。这表明，根据访问说明符（或者可能是继承类型）private/protected/public，class 对象的 sizeof 可能会有所不同！

从他们简短的讨论中我仍然不明白，这怎么可能？

Answer 1

注意下面 C++11 的新语言

在 C++03 中，有一种语言可以实现这一点，9.2 [class.mem]/12（重点是我的）：

声明的（非联合）类的非静态数据成员没有介入访问说明符被分配，以便后面的成员在类对象中具有更高的地址。 由访问说明符分隔的非静态数据成员的分配顺序未指定 (11.1)。实现对齐要求可能会导致两个相邻成员不能立即分配；管理虚拟函数 (10.3) 和虚拟基类 (10.1) 的空间要求也可能如此。

因此给出这样的定义：

class Foo
{
    char a; //8 bits
    // a must come before b, so 3 bytes of padding have to go here to satisfy alignment
    int b; //32 bits
    char c; //8 bits
    // 24 bits of padding required to make Foo a multiple of sizeof(int)
};

在具有 32 位 (int) 对齐的系统上，编译器不允许将 c 重新排序到 b 之前，强制在 a 和 b 之间以及 c 之后插入额外的填充填充到对象的末尾（使得 sizeof( Foo) == 12)。但是，为此：

class Foo
{
    char a;
public:
    int b;
public:
    char c;
};

a 和 (b 和 c) 由访问说明符分隔，因此编译器可以自由地执行此类重新排序，使

memory-layout Foo
{
    char a; // 8 bits
    char c; // 8 bits
    // 16 bits of padding
    int b; // 32 bits
};

sizeof(Foo) == 8。

在 C++11 中，语言略有变化。 N3485 9.2 [class.mem]/13 说（强调我的）：

分配具有相同访问控制的（非联合）类的非静态数据成员（第 11 条），以便后面的成员在类对象中具有更高的地址。 具有不同访问控制的非静态数据成员的分配顺序未指定（第 11 条）。实现对齐要求可能会导致两个相邻成员不能立即分配；管理虚拟函数 (10.3) 和虚拟基类 (10.1) 的空间要求也可能如此。

这意味着在C++11中，在上面的例子中（由3个public分隔），编译器仍然不允许执行重新排序。它必须类似于

class Foo
{
    char a;
public:
    int b;
protected:
    char c;
};

，它将 a、b 和 c 置于不同的访问控制中。

请注意，根据 C++11 规则，给出如下定义：

class Foo
{
    char a;
public:
    int b;
protected:
    char c;
public:
    int d;
};

编译器必须将 d 放在 b 之后，即使它们由访问说明符分隔。

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（也就是说，我不知道有任何实现实际上利用了任一标准提供的自由度）