为什么c++中class的大小取决于数据成员的公共/私有状态？

Question

据我所知，c++ 中 class 的大小取决于以下因素 -

1. 所有非静态数据成员的大小。
2. 数据成员的顺序。
3. 是否启用字节填充。
4. 其直接基数 class 的大小。
5. 虚函数的存在。
6. inheritance（虚拟继承）的模式。

现在我创建了 2 个类，如下所示 -

class A{
    int a;
    short s;
    int b;
    char d;
};// kept a char at last on purpose to leave a "hole"

class B : public A{
    char c;  
};

现在检查 A 和 BI 的大小，请参阅

• A尺寸：16
• B尺寸：16

我的假设是 class B 中的字符 c 容纳在 class A 左侧的“孔”中。

但是，让我感到困惑的是以下情况，我将成员公开

class A{
    public:
    int a;
    short d;
    int b;
    char s;
};

class B : public A{
    public:
    char c;
};

现在大小变成了

• A尺寸：16
• B尺寸：20

我似乎无法理解造成这种差异的原因。

Answer 1

这是因为该标准要求在 memory 中将具有相同访问控制的成员分组在一起。 该分组决定了 object 如何被填充，因此更改它可以/将更改 object 的大小。 可以在[class.mem]/19中找到对此的说明

[注意：分配具有相同访问控制和非零大小（[intro.object]）的（非联合）class 的非静态数据成员，以便后面的成员在 class ZA8CFDE6331BD59EB2AC96F891CB4 中具有更高的地址。 未指定具有不同访问控制的非静态数据成员的分配顺序。 实现 alignment 要求可能会导致两个相邻的成员不会立即彼此分配； 管理虚拟功能（[class.virtual]）和虚拟基类（[class.mi]）的空间需求也是如此。 ——尾注]

Answer 2

Itanium ABI使用 POD 的 C++03 定义来定义“用于布局的 POD”类。 拥有私有数据成员会使 class 不再是聚合，因此不能成为 C++03 中的 POD：

POD 结构是一个聚合 class 没有非 POD 结构、非 POD 联合（或此类类型的数组）或引用类型的非静态数据成员，并且没有用户定义的复制赋值运算符，也没有用户定义的析构函数。

作为 POD class禁用尾部填充重用：

这些类型的 dsize、nvsize 和 nvalign 被定义为它们的普通大小和 alignment。 这些属性仅对用作基类的非空 class 类型重要。 我们忽略了 POD 的尾部填充，因为该标准的早期版本不允许我们将它用于其他任何事情，并且因为它有时允许更快地复制类型。

因此，在您的第一个示例中， A不是用于布局目的的 POD，其尾部填充可用于B::c ，但在您的第二个示例中，它是一个 POD，并且其尾部填充不能重复使用。