面试题：C++中，空类的sizeof值为何通常是1？对内存布局有何影响

Question

在C++中，定义一个空类`class Empty {};`，请解释为什么`sizeof(Empty)`的值通常是1，而不是0，并且阐述这个1字节的大小在内存布局方面有怎样的体现和影响。

Answer 1

1. 为什么sizeof(Empty)的值通常是1而不是0
   • 在C++中，每个对象都必须有一个独一无二的地址。如果sizeof(Empty)为0，那么当创建多个Empty类型的对象时，它们将具有相同的内存地址（因为没有占用任何空间），这违反了C++对象必须有唯一地址的原则。所以，编译器会为Empty类分配至少1个字节的空间，以确保不同对象具有不同的地址。
2. 1字节大小在内存布局方面的体现和影响
   • 体现：当定义Empty类的对象时，每个对象会占用1个字节的内存空间。例如，Empty obj1; Empty obj2;，obj1和obj2在内存中分别占据1个字节的空间，它们的地址是不同的。
   • 影响：
     • 空间占用：从空间角度看，虽然单个Empty对象仅占用1个字节，但如果有大量的Empty对象，也会消耗一定的内存。
     • 继承和组合：在继承和组合场景下，当Empty类作为基类或成员类时，它的1字节空间也会参与到整体的内存布局中。例如，class Derived : public Empty { int a; };，Derived类对象的内存布局中，Empty基类部分占用1字节，int成员a占用4字节（假设int为4字节），整个Derived对象占用的空间通常是1 + 4 = 5字节（这里不考虑字节对齐，实际情况可能因字节对齐规则而不同）。