结构对齐 C/C++

Question

在 c/c++ 中（我假设它们在这方面是相同的），如果我有以下内容：

struct S {
  T a;
  .
  .
  .
} s;

以下内容是否保证为真？

(void*)&s == (void*)&s.a;

或者换句话说，是否有任何保证在第一个成员之前没有填充？

Answer 1

在 C 中，是的，它们是相同的地址。简单明了。

---

在 C++ 中，不，它们不是同一个地址。基类可以（而且我怀疑，确实）出现在所有成员之前，并且虚拟成员函数通常会在某处将隐藏数据添加到结构中。更令人困惑的是，C++ 编译器还可以随意重新排列成员，除非该类是标准布局类型（尽管我不知道任何编译器都会这样做）

最后，如果 C++ 结构由标准布局类型组成，不包含基类或虚函数，并且所有成员都具有相同的可见性，可能还有其他我忘记的限制，那么 它依赖于 C 规则，并要求第一个成员与对象本身位于同一地址。

第 9.2/7 节

标准布局类是这样的类：
— 没有非标准布局类（或此类类型的数组）或引用类型的非静态数据成员，
— 没有虚函数 (10.3) 和虚基类 (10.1)，
— 对所有非静态数据成员具有相同的访问控制（第 11 条），
— 没有非标准布局的基类，
— 要么在派生最多的类中没有非静态数据成员，并且最多有一个具有非静态数据成员的基类，要么没有具有非静态数据成员的基类，并且
— 没有与第一个非静态数据成员相同类型的基类。

第 9.2/20 节

一个指向标准布局结构对象的指针，使用 reinterpret_cast 适当地转换，指向它的初始成员（或者如果该成员是位字段，则指向它所在的单元），反之亦然。 [注意：因此，标准布局结构对象中可能存在未命名的填充，但不是在其开头，这是实现适当对齐所必需的。 ——尾注]

Answer 2

是的。

保证在 C 和 C++ 中的第一个结构成员之前没有填充（如果它是 POD）。

C 引用：

(C11, 6.7.2.1p15) "结构对象中可能有未命名的填充，但不是在其开头。"

C++ 引用：

(C++11, 9.2p20) “因此，标准布局结构对象中可能有未命名的填充，但不是在其开头，这是实现适当对齐所必需的”