面试题：C++ 空类 sizeof 值非零相关概念

Question

在 C++ 中，空类的 sizeof 值通常不为零，请解释主要原因。并且假设存在一个空类 `class Empty {};`，若在不同编译器下其 sizeof 值不同，可能是哪些编译器实现细节导致的？

Answer 1

1. 空类 sizeof 值通常不为零的主要原因：
   • C++ 标准规定，不同对象必须有不同的地址。如果空类的 sizeof 为零，那么当创建多个空类对象时，这些对象在内存中可能会有相同的地址，这违反了上述规定。所以，编译器通常会为每个空类对象分配一个最小的非零空间，一般为 1 字节，以确保不同对象有不同的内存地址。
2. 不同编译器下 sizeof 值不同的可能实现细节：
   • 字节对齐：
     • 不同编译器对于字节对齐的策略不同。例如，有些编译器可能按照默认的对齐规则（如 4 字节对齐或 8 字节对齐）对对象进行内存布局。即使空类本身没有成员变量，为了满足字节对齐的要求，编译器可能会在空类对象后填充一些字节，导致 sizeof 值不同。比如在 4 字节对齐的编译器下，空类对象大小可能被调整为 4 字节；在 8 字节对齐的编译器下，可能被调整为 8 字节。
   • 额外信息存储：
     • 一些编译器可能会为对象存储额外的元数据，例如用于运行时类型识别（RTTI）的信息。如果编译器为空类对象也存储这类信息，那么 sizeof 值会因所存储元数据的大小不同而有所差异。比如某些编译器可能会为空类对象分配额外的指针大小的空间（如 4 字节或 8 字节，取决于系统是 32 位还是 64 位）来存储 RTTI 相关信息，从而使空类的 sizeof 值增大。